Naukowcy zaobserwowali emisję rentgenowską najjaśniejszego kwazara zaobserwowanego w ciągu ostatnich 9 miliardów lat kosmicznej historii, znanego jako SMSS J114447.77-430859.3 lub w skrócie J1144. Nowa perspektywa rzuca światło na wewnętrzne funkcjonowanie kwazarów i ich interakcje z otoczeniem. Wyniki badań zostały opublikowane w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Umieszczona w galaktyce oddalonej o 9,6 miliarda lat świetlnych od Ziemi, pomiędzy konstelacjami Centaura i Hydry, J1144 jest niezwykle potężna, świeci 100 000 miliardów razy jaśniej niż Słońce. J1144 znajduje się znacznie bliżej Ziemi niż inne źródła o tej samej jasności, co pozwala astronomom uzyskać wgląd w czarną dziurę zasilającą kwazar i otaczające go środowisko. Badaniami kierowali dr Elias Kammoun, badacz z tytułem doktora w Instytucie Badawczym Astrofizyki i Planetologii (IRAP) oraz Zsofi Igo, doktorant w Instytucie Fizyki Pozaziemskiej im. Maxa Plancka (MPE).
Kwazary należą do najjaśniejszych i najbardziej odległych obiektów w znanym wszechświecie, zasilanych przez opadanie gazu do supermasywnej czarnej dziury. Można je opisać jako aktywne jądra galaktyczne (AGN) o bardzo dużej jasności, które emitują ogromne ilości promieniowania elektromagnetycznego obserwowalnego w zakresie fal radiowych, podczerwonych, widzialnych, ultrafioletowych i rentgenowskich. J1144 został początkowo zaobserwowany w zakresie widzialnym w 2022 roku przez SkyMapper Southern Survey (SMSS).
Na potrzeby tego badania naukowcy połączyli obserwacje z kilku obserwatoriów kosmicznych: instrumentu eROSITA na pokładzie obserwatorium Spectrum-Roentgen-Gamma (SRG), obserwatorium ESA XMM-Newton, NASA Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) oraz Neil Gehrels NASA Szybkie obserwatorium.
Zespół wykorzystał dane z czterech obserwatoriów do pomiaru temperatury promieniowania rentgenowskiego emitowanego z kwazara. Odkryli, że temperatura ta wynosi około 350 milionów kelwinów, ponad 60 000 razy więcej niż temperatura na powierzchni Słońca. Zespół odkrył również, że masa czarnej dziury w centrum kwazara jest około 10 miliardów mas Słońca, a tempo jej wzrostu jest rzędu 100 mas Słońca rocznie.
Światło rentgenowskie z tego źródła zmieniało się w skali kilku dni, co zwykle nie jest obserwowane w kwazarach z czarnymi dziurami tak dużymi jak ten znajdujący się w J1144. Typowa skala czasowa zmienności dla czarnej dziury tej wielkości byłaby rzędu miesięcy, a nawet lat. Obserwacje wykazały również, że podczas gdy część gazu jest pochłaniana przez czarną dziurę, część gazu jest wyrzucana w postaci niezwykle silnych wiatrów, wstrzykując duże ilości energii do galaktyki macierzystej.
Dr Kammoun, główny autor artykułu, mówi: „Byliśmy bardzo zaskoczeni, że żadne wcześniejsze obserwatorium rentgenowskie nigdy nie obserwowało tego źródła pomimo jego ekstremalnej mocy”.
Dodaje: „Podobne kwazary zwykle znajdują się w znacznie większych odległościach, więc wydają się znacznie słabsze i widzimy je takimi, jakie były, gdy Wszechświat miał zaledwie 2-3 miliardy lat. J1144 jest bardzo rzadkim źródłem, ponieważ jest tak jasny i znacznie bliżej Ziemi (chociaż wciąż w ogromnej odległości!), dając nam wyjątkowy wgląd w to, jak wyglądają tak potężne kwazary”.
„W czerwcu tego roku rozpocznie się nowa kampania monitoringowa tego źródła, która może ujawnić kolejne niespodzianki z tego wyjątkowego źródła”.