Астрономы зафиксировали мощные струи раскаленного вещества, исходящие из сверхмассивной чёрной дыры в центре квазара, при этом само ядро галактики способно излучать огромное количество энергии за счёт падающего на него газа и пыли. Подобные квазары часто сопровождаются мощными радиоджетами, но в ближайшей к нам Вселенной это редкое явление, а в отдалённых её областях такие объекты долго оставались недоступны наблюдению.
Установлено, что обнаруженный двухлопастный радиоджет простирается примерно на 200 000 световых лет, что вдвое превышает диаметр Млечного Пути. Это крупнейшая подобная структура, зарегистрированная в ранней Вселенной. Первые сигналы получены благодаря сети телескопов LOFAR, что позволило увидеть детали, недоступные для более коротких радиоволн.
Объект назван J1601+3102 и сформировался, когда возраст Вселенной составлял менее 1,2 миллиарда лет — всего около 9 % от её нынешнего возраста. Чёрная дыра обладает массой порядка 450 миллионов солнечных масс, что считается сравнительно скромным показателем по меркам других квазаров. При этом двусторонние струи проявляют заметную асимметрию: различаются их яркость и расстояние от центрального источника, что отражает экстремальные условия вокруг них.
Для получения полной картины исследователи использовали телескоп LOFAR, а также GNIRS (Gemini Near-InfraRed Spectrograph) на телескопе Gemini North и телескоп Hobby Eberly. Совокупность наблюдений в разных диапазонах длины волн сделала возможным обнаружить далёкие тусклые структуры, которые могли бы остаться незамеченными при работе с одним лишь радиотелескопом.
Ведущим автором исследования выступила д-р Энник Глаудеманс из NOIRLab, опубликовавшая результаты в The Astrophysical Journal Letters. Она сообщила: «Мы искали квазары с сильными радиоджетами в ранней Вселенной... Этот объект показывает, какие открытия возможны благодаря объединению мощностей нескольких телескопов... Это указывает на то, что не обязательно иметь исключительно массивную чёрную дыру или высокую скорость аккреции, чтобы сформировать столь мощные струи».
В работе принимал участие и соавтор д-р Фритс Свейен из Даремского университета, который отметил: «Когда мы начали изучать этот объект, мы ожидали, что южная струя окажется просто несвязанным ближайшим источником... Это сделало открытие ещё более неожиданным, когда снимки LOFAR продемонстрировали большие и детальные радиоструктуры... Природа этого далёкого источника затрудняет его обнаружение на более высоких частотах, поэтому возможности LOFAR и сотрудничество с другими инструментами сыграли ключевую роль».
Учёные определили массу квазара и его скорость аккреции, пользуясь спектральными наблюдениями в линии MgII, которая приходит в ближней инфракрасной области благодаря расширению Вселенной. Инструмент GNIRS позволил провести высокоточные измерения, необходимое для понимания того, как ранние чёрные дыры накапливали материю.
Наблюдение столь удалённого радиоджета усложняется реликтовым фоном, известным как космическое микроволновое фоновое излучение. Тёплый «шум» от Большого взрыва ослабляет сигналы от таких далёких объектов, однако яркость и экстремальный характер J1601+3102 помогли преодолеть эту помеху.
Остаётся не до конца ясным, какие именно условия позволили сформировать настолько протяжённые и интенсивные струи уже на заре космической истории. Тесная кооперация обсерваторий Gemini North, LOFAR и телескопа Hobby Eberly даёт надежду на новые свидетельства относительно происхождения первых радиоджетов и на то, чем радиояркие квазары отличаются от других объектов подобного типа.
Изображение носит иллюстративный характер
Установлено, что обнаруженный двухлопастный радиоджет простирается примерно на 200 000 световых лет, что вдвое превышает диаметр Млечного Пути. Это крупнейшая подобная структура, зарегистрированная в ранней Вселенной. Первые сигналы получены благодаря сети телескопов LOFAR, что позволило увидеть детали, недоступные для более коротких радиоволн.
Объект назван J1601+3102 и сформировался, когда возраст Вселенной составлял менее 1,2 миллиарда лет — всего около 9 % от её нынешнего возраста. Чёрная дыра обладает массой порядка 450 миллионов солнечных масс, что считается сравнительно скромным показателем по меркам других квазаров. При этом двусторонние струи проявляют заметную асимметрию: различаются их яркость и расстояние от центрального источника, что отражает экстремальные условия вокруг них.
Для получения полной картины исследователи использовали телескоп LOFAR, а также GNIRS (Gemini Near-InfraRed Spectrograph) на телескопе Gemini North и телескоп Hobby Eberly. Совокупность наблюдений в разных диапазонах длины волн сделала возможным обнаружить далёкие тусклые структуры, которые могли бы остаться незамеченными при работе с одним лишь радиотелескопом.
Ведущим автором исследования выступила д-р Энник Глаудеманс из NOIRLab, опубликовавшая результаты в The Astrophysical Journal Letters. Она сообщила: «Мы искали квазары с сильными радиоджетами в ранней Вселенной... Этот объект показывает, какие открытия возможны благодаря объединению мощностей нескольких телескопов... Это указывает на то, что не обязательно иметь исключительно массивную чёрную дыру или высокую скорость аккреции, чтобы сформировать столь мощные струи».
В работе принимал участие и соавтор д-р Фритс Свейен из Даремского университета, который отметил: «Когда мы начали изучать этот объект, мы ожидали, что южная струя окажется просто несвязанным ближайшим источником... Это сделало открытие ещё более неожиданным, когда снимки LOFAR продемонстрировали большие и детальные радиоструктуры... Природа этого далёкого источника затрудняет его обнаружение на более высоких частотах, поэтому возможности LOFAR и сотрудничество с другими инструментами сыграли ключевую роль».
Учёные определили массу квазара и его скорость аккреции, пользуясь спектральными наблюдениями в линии MgII, которая приходит в ближней инфракрасной области благодаря расширению Вселенной. Инструмент GNIRS позволил провести высокоточные измерения, необходимое для понимания того, как ранние чёрные дыры накапливали материю.
Наблюдение столь удалённого радиоджета усложняется реликтовым фоном, известным как космическое микроволновое фоновое излучение. Тёплый «шум» от Большого взрыва ослабляет сигналы от таких далёких объектов, однако яркость и экстремальный характер J1601+3102 помогли преодолеть эту помеху.
Остаётся не до конца ясным, какие именно условия позволили сформировать настолько протяжённые и интенсивные струи уже на заре космической истории. Тесная кооперация обсерваторий Gemini North, LOFAR и телескопа Hobby Eberly даёт надежду на новые свидетельства относительно происхождения первых радиоджетов и на то, чем радиояркие квазары отличаются от других объектов подобного типа.
