Рентгеновское изображение квазара PKS 1127-145. Photo:NASA/CXC/A.Siemiginowska(CfA)/J.Bechtold (U. Arizona)

С помощью Орбитальной Рентгеновской Обсерватории Chandra астрономы сделали два открытия в далеком квазаре - обнаружен огромный рентгеновский джет (струя) и рентгеновское затенение, вызванное галактикой, расположенной между Землей и квазаром. Эти два независимых результата дают новую информацию о сверхмассивной черной дыре в центре квазара, а также содержании кислорода в далекой галактике миллиарды лет назад.

Проведя наблюдения квазара PKS 1127-145 на обсерватории Chandra ученые обнаружили рентгеновский джет протяженностью более миллиона световых лет. Этот джет является следствием взрывной активности, произошедшей десять миллиардов лет назад вблизи центральной сверхмассивной черной дыры квазара.

"Рентгеновские лучи от этого джета образовались, по-видимому, в результате столкновения оставшихся от Большого Взрыва микроволновых фотонов с пучком частиц очень высокой энергии," - говорит Aneta Siemiginowska (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), одна из авторов статьи, которая будет опубликована 10 мая 2002 года в журнале The Astrophysical Journal. "Сейчас интенсивность этого микроволнового излучения, вследствие расширения Вселенной, намного меньше, чем 10 миллиардов лет назад".

Эта иллюстрация показывает рентгеновские лучи от квазара PKS 1127-145 на их пути к Земле. Photo: CXC/M.Weiss

Наблюдения квазара PKS 1127-145 на обсерватории Chandra демонстрируют, что ученые могут получать изображения джетов, расположенных на расстоянии в миллиарды световых лет. Исследования таких экстраординарных структур позволят астрономам проверить модели квазаров и сверхмассивных черных дыр.

Из размера джета и выделяющихся пятен в наблюдаемом рентгеновском излучении следует, что активность вблизи центральной сверхмассивной черной дыры была довольно длительной и перемежающейся, возможно, вследствие слияния других галактик с родительской галактикой квазара.

Другой результат, полученный при исследовании этого же квазара, - ученые обнаружили затенение в рентгеновских лучах, вызванное промежуточной галактикой. На своем пути к Земле, рентгеновские лучи от квазара PKS 1127-145 проходят через галактику, расположенную на расстоянии около 4 миллиардов световых лет от Земли, что дает астрономам информацию о содержании кислорода в галактике в то время.

Атомы различных элементов в этой галактике поглощают часть рентгеновских лучей, и тем самым ослабляют поток рентгеновских лучей от квазара. Ихмерив величину поглощения, астрономы смогли определить, что обилие кислорода в этой промежуточной галактике составляет только 20 процентов от обилия кислорода в нашей Галактике (Млечном Пути).

"Мы видим галактику в тот момент в истории Вселенной, когда образовалось Солнце," - говорит Jill Bechtold (University of Arizona), один из авторов статьи, опубликованной 20 ноября 2001 года в The Astrophysical Journal, в которой и описаны эти результаты. "И очень интерсно, что в этой галактике в 5 раз меньше кислорода, чем в типичных звездах нашей Галактики".

На этом комбинированном изображении наложены друг на друга рентгеновсеое и оптическое изображения. Photo: X-ray: NASA/CXC/A.Siemiginowska (CfA) & J.Bechtold (U. Arizona) Optical: NASA/HST/CfA/A.Siemiginowska et al.

Ученые считают, что такие элементы как кислород, кремний и сера рассеиваются в галактику при взрывах массивных звезд. С увеличением возраста галактики становятся более обогащенными кислородом и другими элементами, необходимыми для жизни.

Используя тот факт, свет от далеких галактик может путешествовать от сотен миллионов до миллиардов лет, астрономы могут исследовать темпы такого обогащения тяжелыми элементами.

"Наблюдения в рентгеновском диапазоне особенно важны для таких исследований," - подчеркивает Bechtold. "Они дают прямые измерения содержания кислорода, без усложняющего влияния пыли и других факторов, делающих трудной интерпретацию оптических и ультрафиолетовых наблюдений".