Новый метод поиска редких внегалактических объектов в глубоком космосе

Квазар – самый яркий постоянный источник света во Вселенной (элементы этого изображения предоставило НАСА)

Астрофизики из Университета Бата разработали новый метод определения местонахождения чрезвычайно редких внегалактических объектов. Они надеются, что их метод обнаружения «квазаров меняющегося внешнего вида» приблизит ученых на один шаг к разгадке одной из величайших загадок Вселенной – того, как растут сверхмассивные черные дыры. Считается, что квазары отвечают за регулирование роста сверхмассивных черных дыр и их родительских галактик.

Квазар – это область впечатляющей светимости в центре галактики, питаемая сверхмассивной черной дырой – самым большим типом черной дыры, масса которой превышает массу нашего Солнца на миллионы или миллиарды. В центре Млечного Пути находится сверхмассивная черная дыра.

Квазары, которые меняют внешний вид, быстро переключаются между состоянием высокой светимости и состоянием низкой светимости, и ученым еще предстоит выяснить, почему. Когда яркость снижается, квазар становится слишком тусклым, чтобы его можно было увидеть на фоне родительской галактики, поэтому ученым-космонавтам сложно найти либо его, либо сверхмассивную черную дыру, с которой он связан.

Новый метод обнаружения позволит исследователям обнаруживать квазары, претерпевающие резкие изменения светимости, и, следовательно, проводить более полную перепись сверхмассивных черных дыр. Следующим шагом будет изучение причин переключения светимости, чтобы дать ученым лучшее понимание того, как растут сверхмассивные черные дыры. Из этого, вероятно, появятся ключи к разгадке цепи событий, которые приводят к росту галактик, поскольку выход энергии из сверхмассивных черных дыр может повлиять на судьбу галактик.

Астрофизик доктор Кэролин Виллфорт, принимавшая участие в исследовании, сказала: «Эти квазары и сверхмассивные черные дыры чрезвычайно важны для эволюции галактик – чем больше мы узнаем о них, тем больше мы понимаем, как они влияют на рост галактик».

Аккреционный диск окружен толстым пыльным бубликом, который скрывает большую часть излучения квазара. Поскольку пыльная структура очень велика, уровень затемнения не должен изменяться в человеческих временных масштабах, однако может показаться, что меняющий вид квазар быстро переключается с яркого на темный (в течение одного года жизни человека), что было бы очень удивительно, если бы это было правдой. Создание более полного списка квазаров с изменяющимся внешним видом было бы важным шагом к пониманию причин этих очевидных переходов.

Предыдущие попытки идентифицировать квазары с изменяющимся внешним видом основывались на изменчивости в широком диапазоне длин волн – метод, называемый фотометрической изменчивостью, который, как известно, пропускает квазары с меньшей светимостью. Теперь исследователи использовали спектроскопические данные для оценки изменений в очень малых диапазонах длин волн, что позволило им обнаружить квазары с изменяющимся внешним видом, которые были пропущены фотометрическими поисками. Используя эту технику, они обнаружили четыре меняющихся квазара на расстоянии миллионов световых лет от Земли. Все четыре были слишком тусклыми, чтобы их можно было уловить фотометрическим поиском. Более ранние попытки идентификации обнаружили только два из этих квазаров в одной и той же области.

Бывший студент MPhys в Бате, Барт Поттс, который руководил исследованием, объяснил: «Мы взяли предыдущий набор данных и применили наш новый метод, чтобы посмотреть, сможем ли мы идентифицировать какие-либо новые изменяющиеся квазары, которые другие пропустили. Это дало нам больший набор квазаров с изменяющимся внешним видом для дальнейшего изучения и подтвердило, что наша методология более чувствительна, чем другие, и это было здорово. Это показывает, что наша методология более чувствительна к более слабой светимости ».

Он добавил: «В конечном счете, это открытие что-то даст академическому сообществу, изучающему квазары. Это поможет другим продолжить свои исследования того, почему этот конкретный тип квазаров проходит через переключатели яркости. Мы помогаем нашему сообществу находить важные ответы на важные вопросы ».