Квазары являются одними из самых ярких объектов во Вселенной и по сути представляют собой активные ядра галактик. Наблюдения за этими космическими объектами чрезвычайно важно для фундаментальной науки. Известно, что квазары черпают энергию из чёрных дыр, расположенных в самом их сердце. Но эта энергия не всегда стабильна, поэтому квазар светится, скорее, не как фонарь, а как маяк, то затухая, то разгораясь вновь.
Прежде учёным не удавалось увидеть напрямую обе фазы свечения у одного и того же объекта. Впервые это сделала команда из Йельского университета в США, которая зарегистрировала у одного из квазаров коэффициент яркости на 6-7 пунктов меньший, чем было зарегистрировано за несколько лет до того.
«Мы изучали сотни тысяч квазаров в этой зоне звёздного неба. И, наконец, нашли один объект в „выключенной“ фазе», — рассказывает ведущий автор исследования астрофизик Меган Урри (Megan Urry) из Йельского университета.
Вместе со своей коллегой Стефани ЛаМасса (Stephanie LaMassa) и другими сотрудниками факультета астрофизики Урри наблюдала за квазарами, расположенными в так называемой зоне Stripe 82, которая тянется вдоль небесного экватора. Этот регион является одним из самых изученных в обозримой Вселенной, поскольку его сканировало несколько аппаратов, в том числе и 2,5-метровый телескоп программы «Слоановский цифровой небесный обзор».
«Наблюдаемый эффект немного похож на переключение света выключателем. В данном случае мы стали свидетелями того, как источник силы квазара — чёрная дыра — истощилась и перестала питать ядро галактики столь же активно, как и ранее. Срок жизни квазара невероятно велик, поэтому мы просто счастливы, что за одну человеческую жизнь нам удалось увидеть сразу две фазы свечения этого грандиозного маяка Вселенной», — говорит ЛаМасса.
Для астрономов важно также было не просто зарегистрировать падение яркости квазара, но и увидеть ослабление его широких эмиссионных линий. Видимые в оптическом спектре эти линии фактически представляют собой подписи газа, который ещё слишком далёк от горизонта событий чёрной дыры, чтобы быть ею поглощённым, но уже достаточно близок к нему, чтобы обрести титаническую энергию, которую сообщает ему аккреционный диск чёрной дыры.
Как рассказывается в пресс-релизе Йеля, изменение линий излучения говорит о том, что чёрная дыра буквально «села на диету» и в результате стала выделять меньше энергии. Именно поэтому квазар и вошёл в фазу затемнения.
Урри и её коллеги исключили возможность фонового явления, при котором затемнение квазара могло быть вызвано простым прохождением облака из пыли и газа по диску ярчайшего объекта. Сделали это учёные, пронализировав данные различных наблюдений, а также сопоставив оптические и рентгеновские наблюдения.
«Данное открытие имеет, прежде всего, огромное значение для астрофизиков, изучающих чёрные дыры. Тот факт, что мы напрямую увидели энергетический спад этого грандиозного объекта, меняет научные представления о том, как растут чёрные дыры», — поясняет ЛаМасса.
Результаты исследования изложены в статье, с которой можно ознакомиться на сайте препринтов arXiv.org. Документ также принят к публикации в рецензируемый журнал и вскоре выйдет в издании Astrophysical Journal.
