Международная группа астрономов проанализировала изменения яркости квазаров в различных диапазонах электромагнитного спектра — от оптики (длина волны 380-740 нм) до средне-инфракрасного (3-6 мкм) — что позволило впервые «услышать» отклик пыли на излучение вблизи центральных областей активных галактик. Мультиволновая изменчивость стала ключом к пониманию структуры и распределения пыли вокруг сверхмассивных черных дыр (СМЧД).
Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal под заголовком «Объединенный анализ изменчивости четырех квазаров с красным смещением z<1 на основании наблюдений в оптическом, ближнем инфракрасном и среднем инфракрасном свете» (Joint Analysis of Optical, Near-infrared, and Mid-infrared Variability of Four Quasars at Redshift <1).
Что заинтриговало астрономов
Команда под руководством профессора Чжэна Чжэня из Шанхайской астрономической обсерватории (SHAO, Китайская академия наук) проштудировала с помощью ИИ каталог из более чем миллиона квазаров, составленный группой профессора У Сюэбина из Пекинского университета. Из него были отобраны четыре объекта с высокой переменностью в ближнем инфракрасном диапазоне (0,75-1,4 мкм), наблюдавшиеся телескопом VISTA.
Объединяя данные оптических (Pan-STARRS, ZTF), ближних и средне-инфракрасных наблюдений (WISE), ученые проанализировали задержки сигналов между разными диапазонами. Это позволило оценить размеры и состав пылевого тора — структуры, окружающей центральное активное ядро. Оказалось, что соотношение размеров углеродистых и силикатных частиц составляет примерно 0,4. Более мелкие частицы углерода доминируют в ближнем инфракрасном диапазоне, а крупные силикатные — в средне-инфракрасном.
Подробное исследование самого яркого из выбранных квазаров, VVV J1845-2426, с помощью спектроскопических данных 2,4-метрового телескопа Лицзян позволило измерить красное смещение z≈0,25 и массу центральной черной дыры (≈108 M☉). Модель спектрального энергодисперсионного распределения указывает на наличие обильной приполярной пыли.
Почему это важно
До сих пор подобные многоволновые наблюдения были крайне редки, что ограничивало образцы «идеально изученных квазаров» с полным раскладом излучения по диапазонам. Комбинирование данных открывает путь к расширению выборки и углубленному пониманию строения активных галактических ядер.
Совместный анализ переменности позволил успешно поймать «эхо» космической пыли, реагирующее на центральное излучение в разных частях спектра, и оценить соотношение основных компонентов пылевого тора.
Ученые с оптимизмом отмечают, что с началом научной эксплуатации обсерватории имени Веры Рубин и космического телескопа SPHEREx появится возможность значительно нарастить число квазаров, прошедших комплексный медосмотр полное мультидиапазонное исследование.
О том, как в ранней Вселенной нашли сверхмассивную черную дыру, которая нарушает законы физики, читайте в материале Hi-Tech Mail.
