Команда международных астрономов под руководством Университета Ньюкасла и Университета Дарема (Великобритания) использовала новые данные Спектроскопического инструмента темной энергии (DESI), совершающего пятилетнее исследование крупномасштабной структуры Вселенной, которое будет включать оптические спектры ~ 3 миллиона квазаров; чрезвычайно яркие галактики, питаемые сверхмассивными черными дырами.
Они обнаружили, что квазары, которые содержали больше пыли и, следовательно, выглядели более красными, с большей вероятностью имели более сильное радиоизлучение по сравнению с квазарами, у которых пыли было очень мало или совсем не было, и они выглядели очень синими. Результаты опубликованы в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Почти каждая известная галактика содержит в своем центре сверхмассивную черную дыру, которая представляет собой черную дыру с массой от миллионов до миллиардов масс нашего Солнца, включая наш собственный Млечный Путь. В некоторых галактиках в центре находится много материала, питающего и развивающего эту сверхмассивную черную дыру, что делает ее очень энергичной и активной.
Самый мощный тип этих активных галактик называются «квазарами» и они являются одними из самых ярких объектов во Вселенной. Большинство квазаров кажутся очень синими из-за яркого диска материи, который вращается вокруг их центральной сверхмассивной черной дыры и питает ее, очень яркую в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах волн.
Однако астрономы обнаружили, что значительная часть этих квазаров выглядит очень красной, хотя природа этих объектов до сих пор не совсем понятна.
Чтобы понять физику этих красных квазаров, необходимы «спектроскопические» измерения, которые можно использовать для анализа света квазаров на разных длинах волн. Форма спектра квазара может указывать на количество пыли, окружающей центральную область. Наблюдение радиоизлучения квазаров также может рассказать вам об энергетике центральной сверхмассивной черной дыры; запускает ли она мощные «ветры» или «струи», которые могут сформировать окружающую галактику.
Это новое исследование, проведенное доктором Викторией Фосетт из Университета Ньюкасла, использует спектроскопические наблюдения DESI для измерения количества пыли (покраснения) в выборке из примерно 35 000 квазаров и связывает это с наблюдаемым радиоизлучением. Исследователи обнаружили, что DESI способен наблюдать гораздо больше экстремальных красных (пылевых) квазаров по сравнению с аналогичными/предыдущими спектроскопическими обзорами, такими как Слоановский цифровой обзор неба (SDSS). Они также обнаружили, что красные квазары с гораздо большей вероятностью будут иметь сильное радиоизлучение по сравнению с типичными синими квазарами.
Доктор Фосетт сказал: «Было действительно интересно увидеть удивительное качество данных DESI и обнаружить тысячи ранее редких красных квазаров. Я чувствую, что это исследование объединяет множество частей головоломки в нашем понимании красных квазаров, и окончательно связывает пыль в квазаре с его радиоизлучением. Я думаю, что на данный момент это самое убедительное доказательство того, что красные квазары являются ключевым элементом эволюции галактик».
Связь покраснения и радиоизлучения, вероятно, зависит от мощных потоков газа, отброшенных от сверхмассивной черной дыры, которые врезаются в окружающую пыль, вызывая радиоизлучение. Эти потоки в конечном итоге сдуют всю пыль и газ в центральной области галактики, обнажая синий квазар и приводя к ослаблению радиоизлучения.
Это согласуется представлением о том, что красные квазары представляют собой более молодую, «завершившуюся» фазу эволюции галактик. Поэтому красные квазары могут быть чрезвычайно важны для понимания того, как галактики развиваются с течением времени.
Доктор Фосетт продолжает: «О красных квазарах до сих пор остается много безответных вопросов, например, являются ли в конечном счете причиной усиленного радиоизлучения ветры черных дыр или радиоджеты. Однако выборка красных квазаров DESI продолжит расти в течение следующих нескольких лет, и я уверен, что мы находимся на грани полного понимания природы этих красных квазаров».
Больше информации: V A Fawcett et al, A striking relationship between dust extinction and radio detection in DESI QSOs: evidence for a dusty blow-out phase in red QSOs, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2023). DOI: 10.1093/mnras/stad2603