Опровергнуто устоявшееся представление о квазарах

• 10.10.2023
• 98 просмотров

Изображение: Jurik Peter / Shutterstock / Fotodom

Китайские астрономы опровергли устоявшееся представление об излучении квазаров. Согласно статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy, спектральное распределение энергии в ультрафиолетовой области спектра квазаров не зависит от их яркости, что не согласуется с современной теорией аккреционного диска вокруг сверхмассивной черной дыры.

Квазары — это самые яркие объекты во Вселенной, которые представляют собой активные ядра галактик, питаемые сверхмассивной черной дырой и вращающимся вокруг нее диском газа. Именно аккреционный диск производит огромное количество электромагнитного излучения в диапазоне от оптического света до ультрафиолета. При этом из внутренней области диска испускается сверхжесткое УФ-излучение (EUV), которое имеет решающее значение для возникновения широких эмиссионных линий.

Согласно стандартной теории аккреционного диска, диск производит так называемый избыток в синей области (big blue bump) в спектральном распределении энергии с широкими эмиссионными линиями EUV. Однако чем больше масса центральной сверхмассивной черной дыры, тем ниже ожидаемая температура аккреционного диска и тем мягче должен быть спектр сверхжесткого УФ-излучения.

Спектроскопические и фотометрические исследования подтвердили, что самые яркие квазары (имеющие самые массивные центральные черные дыры) в среднем испускают более мягкое сверхжесткое УФ-излучение. Это известно под названием эффекта Болдуина, который согласуется с классической моделью диска и выражается в уменьшении ширины эмиссионных линий ультрафиолетового спектра с увеличением яркости излучения. В новой работе авторы решили проверить, действительно ли существует связь между эмиссионными линиями и общей яркостью, или она является результатом неполноты данных, полученных в предыдущих наблюдениях.

Астрономы сосредоточились на анализе спектрального распределения энергии в большой выборке квазаров, данные о которых были получены наземным астрономическим обзором Sloan Digital Sky Survey и орбитальным космическим телескопом GALEX. Оказалось, что яркость квазара и его спектральное распределение энергии на самом деле не зависят друг от друга, что бросает вызов классической модели и эффекту Болдуина. Чтобы объяснить предыдущие наблюдения, ученые предположили, что самые яркие квазары характеризуются меньшими флуктуациями в температуре аккреционного диска и из-за этого не способны породить больше эмиссионных линий.

Кроме того, астрономы обнаружили, что в среднем сверхжесткое ультрафиолетовое излучение квазаров мягче, чем считалось ранее. Хотя это открытие является проблемой для стандартной модели аккреционного диска, оно соответствует предсказаниям модифицированной модели диска, которая включает влияние звездного ветра.