Астрономи виявили найвіддаленіший блазар із надмасивною чорною дірою

Астрономи виявили блазар OP 313 — найвіддаленіший та найраніший із відомих об’єктів цього типу, світло від якого летіло до Землі близько 8 мільярдів років. Його спостерігають таким, яким він був приблизно через 5 мільярдів років після Великого вибуху, повідомляє Space.com.

Блазар — це активне ядро галактики з надмасивною чорною дірою, яка поглинає газ і пил. Частина речовини спрямовується до полюсів чорної діри та викидається двома плазмовими струменями, що рухаються майже зі швидкістю світла. Якщо один із таких джетів спрямований у бік Землі, квазар класифікують як блазар.

Спостереження гамма-випромінювання

Потужний спалах високоенергетичних гамма-променів від OP 313 уперше зафіксували у грудні 2023 року. Після цього об’єкт досліджували за допомогою телескопа Large-Sized Telescope LST-1 і черенковського телескопа MAGIC в обсерваторії Роке-де-лос-Мучачос на острові Ла-Пальма в Іспанії.

Аналіз сигналу показав, що гамма-випромінювання надходить із відстані 8 мільярдів світлових років. На шляху до Землі гамма-промені взаємодіяли з позагалактичним фоновим світлом — сукупним випромінюванням зір, галактик та активних ядер галактик, накопиченим протягом космічної історії. Під час такої взаємодії утворюються пари електронів і позитронів, що зменшує кількість гамма-фотонів у зареєстрованому сигналі.

Чорна діра як прискорювач частинок

За даними дослідників, характеристики ослаблення сигналу свідчать, що інтенсивне гамма-випромінювання живить щільна популяція релятивістських електронів. Ці частинки рухаються зі швидкостями, близькими до швидкості світла, а їхнім прискорювачем є центральна надмасивна чорна діра блазара.

Вчені описують процес у межах лептонного сценарію: електрони в плазмовому джеті стикаються з низькоенергетичними фотонами поблизу чорної діри та передають їм частину енергії. Унаслідок цього фотони досягають рівнів енергії дуже високоенергетичного гамма-випромінювання. Дослідження команди опублікували 6 жовтня в журналі Astronomy & Astrophysics.