Астрономи виявили тисячі активних червоних галактичних ядер із потужними радіосигналами

Червоні квазари, заповнені космічним пилом, виробляють більш сильне радіовипромінювання, ніж їх блакитніші аналоги без пилу – ймовірно, це покоління молодих активних галактик з надмасивними чорними дірками, які недавно перейшли на «підвищену потужність».

«Щодо червоних квазарів досі залишається багато питань, на які немає відповідей: наприклад, чи несуть вітри чорних дірок чи радіоджети відповідальність за це посилене радіовипромінювання», - йдеться у заяві Вікторії Фосетт, провідного автора нового дослідження та астронома з університету Ньюкасла( Великобританія).

Однак Фосетт вважає, що ми наближаємося до повного розуміння природи цих дивовижних явищ.

Квазар - це потужна центральна область активної галактики, рушійною силою якої є надмасивна чорна діра, що живиться величезною кількістю речовини. Ця речовина утворює навколо чорної діри диск газу, який називається акреційним диском, який нагрівається до мільйонів градусів і випускає потужні радіаційні вітри. У той же час з диска вилітають джети - струмені плазми, які формуються магнітними полями.

Квазари настільки яскраві, що значно затьмарюють сумарне зоряне світло галактик, в яких вони знаходяться, і тому видно по всьому Всесвіту.

Більшість квазарів мають блакитний відтінок, зумовлений оптичним та ультрафіолетовим випромінюванням гарячого акреційного диска. Однак частина квазарів має червоний колір. Щоб вивчити червоні квазари, Фосетт та його колеги відібрали близько 35 000 квазарів, які спостерігаються за допомогою DESI – спектроскопічного приладу для вивчення темної енергії на телескопі Mayall у Національній обсерваторії Кітт-Пік (Арізона).

У цій колекції група Фосетта виявила 3038 червоних квазарів. Перехресне зіставлення з радіоастрономічними даними двометрового огляду неба LOFAR (Low Frequency Array) підтвердило, що більшість цих червоних квазарів також сильно випромінюють у радіохвилях.

Червоність обумовлена ​​наявністю пилу, який поглинає короткі, блакитні хвилі, але пропускає довші, червоні. Тому червоні квазари повинні бути запорошені космічним пилом, що складається з крихітних зерен розміром всього близько мікрона.

Очевидно, червоні квазари випромінюють радіохвилі сильніше, ніж сині квазари, через взаємодії між потоками випромінювання, що виходять із квазара, і пиловими завісами, що його оточують. При зіткненні з пилом потоки випромінювання збуджують молекули всередині пилу, що призводить до випромінювання радіохвиль. Згодом потоки, що рухаються енергією надмасивної чорної діри, що живиться величезною кількістю матерії, здуть пилову пелену і залишать голий квазар з набагато слабшим радіовипромінюванням. Фосетт називає це фазою "здування".

Тому, коли астрономи бачать червоний квазар, вони бачать молодший квазар порівняно з блакитними.

Усвідомлення того, що червоні квазари є молодішим типом квазарів, може виявитися важливим недостатнім елементом у нашому розумінні того, як галактики розвиваються і еволюціонують з часом. Вважається, що більшість галактик у той чи інший час переживають квазарну фазу, і існує залежність, що спостерігається між масою надмасивної чорної діри в центрі квазара і масою галактичного балджа, що належить галактиці-господарю квазара. Інакше кажучи, активність квазарів, очевидно, сприяє зростанню маси галактики.

Походження пилу квазарів може бути побічним продуктом. Космічний пил утворюється в результаті загибелі зірок - або у вигляді вибухових наднових, або більш спокійному режимі, коли вони відкидають свої зовнішні шари, утворюючи планетарну туманність. У будь-якому випадку наявність пилу в квазарі свідчить про те, що він пережив зоряний спалах - інтенсивний період швидкого зіркоутворення, багато зірок якого вже відгоріли. Спалахи зіркоутворення зазвичай спостерігаються в активних галактиках, особливо в тих, що пережили злиття галактик, в результаті якого масивні молекулярні хмари зіткнулися один з одним і запустили процес зіркоутворення.