Ученые вновь обнаружили редкий космический объект и определили расстояние до него от нашей планеты.
Астрономы Дэниел Стерн и Доминик Уолтон провели исследование архивных данных, чтобы разобраться в загадке яркого квазара. Поскольку машина времени пока не создана, ученые изучали документы, хранящиеся в обсерватории Кека на Гавайях, и старые данные, полученные с космического рентгеновского телескопа «Чандра».
Их внимание был привлечен скрытым линзированным квазаром. Это черная дыра, маскируемая от наблюдателя значительными массами аккрецирующегося вещества. Излучение, исходящее от этого квазара, усиливается гравитационной линзой — неким достаточно большим по меркам вселенной объектом, например галактикой.
Обнаружение подобных объектов – крайне редкое явление. На сегодняшний день науке известно около двух сотен линзированных квазаров, которые можно наблюдать, однако количество скрытых объектов подобного рода, идентифицированных астрономами, ничтожно мало.
Стерн и Уолтон не только идентифицировали этот квазар, но и выявили необычную особенность, свойственную ему. Оказалось, что этот объект – радиоисточник MG 1131+0456, представляющий собой первое кольцо Эйнштейна, зафиксированное астрономами. Открытие произошло в 1987 году и стало возможным благодаря комплексу телескопов Very Large Array («Сверхбольшая антенная решетка»), расположенному в штате Нью-Мексико, США.
Структуру, возникающую при искажении излучения объекта из-за гравитационного линзирования, когда наблюдатель, линза и источник света расположены на одной прямой, называют кольцом Эйнштейна. Альберт Эйнштейн предсказал подобный эффект еще в 1912 году.
Несмотря на оживленные дискуссии, расстояние до этого квазара до сих пор не было точно определено. Это стало неожиданностью для ученых, поскольку установление расстояния является первоочередной задачей при изучении подобных объектов. Стерн и Уолтон предложили решение: по их оценкам, квазар расположен на удалении 10 миллиардов световых лет от Земли (красное смещение z = 1,849). В статье исследователи опубликовали в The Astrophysical Journal.
Невозможность работать в обсерватории из-за пандемии коронавируса привела Уолтона и Стерна к этому открытию (точнее, к новому взгляду на уже известное). Чтобы не утратить профессиональную форму, астрономы проанализировали данные, полученные с инфракрасного космического телескопа WISE, запущенного на орбиту в 2009 году. Основной задачей исследователей был поиск скрытых квазаров.
После обнаружения MG 1131+0456 ученые столкнулись с проблемой – ранее никто не смог точно установить расстояние до этого объекта. В результате они приступили к изучению архивных данных. Стерн и Уолтон установили, что квазар был зафиксирован телескопами обсерватории Кека не менее семи раз в период с 1997 по 2007 год. «Нам удалось определить расстояние, используя самые ранние данные, полученные обсерваторией Кека в марте 1997 года, когда обсерватория только начала свою работу», – отмечает Доминик Уолтон.
Имея информацию о расстоянии до объекта, ученые смогли вычислить массу гравитационной линзы, деформирующей свет квазара. Получить эти данные удалось благодаря наблюдениям, проведенным с использованием телескопа «Чандра».
«По словам Уолтона, следующим этапом станет поиск линзированных квазаров, скрытых еще более эффективно, чем MG 1131+0456. Обнаружить эти объекты, подобно поиску иглы в стоге сена, будет значительно сложнее, однако они существуют и ожидают своего открытия. Эти уникальные космические объекты способны предоставить нам более глубокие знания о структуре Вселенной».