«Холодные квазары» заполнили пробел в эволюции галактик
Астрономы обнаружили новый тип объектов, которые подходят на роль промежуточных между активным ядром галактики, скрытым слоем газа и пыли, и ярким квазаром. Ученые назвали их «холодными квазарами», так как они ярко светят, но при этом содержат значительное количество холодного газа и пыли. Результаты были представлены на 234-й конференции Американского астрономического общества, кратко о них написано на сайте Канзасского университета.
Квазары — самые яркие объекты во Вселенной, они возникают, когда на сверхмассивную черную дыру в центре галактики начинает выпадать много газа. В результате гравитационная энергия падения превращается в тепло и излучение, вокруг черной дыры возникает аккреционный диск и джет, которые светят во многих диапазонах.
Современные модели предполагают, что толчком к появлению квазара может стать столкновение галактик, которое приводит появлению большого количества газа в окрестностях центральной черной дыры. Такие события часто происходили в ранней Вселенной, поэтому большинство квазаров находятся на очень далеких расстояниях. После яркой вспышки квазара его излучение постепенно выталкивает из окрестностей газ и пыль, после чего квазар потухает, а галактика «умирает», то есть в ней прекращается звездообразование, так как для появления новых светил необходим газ.
До исчезновения газа из непосредственного окружения сверхмассивной черной дыры, вещество скрывает ядро галактики, не позволяя выходить высокоэнергетическому излучению благодаря комптоновскому рассеянию — такие объекты в основном видны в инфракрасном диапазоне. Однако ученым ранее не удавалось наблюдать объектов в переходном состоянии к следующему этапу, когда свечение ядра уже не скрыто пылью и газом.
Теперь группа под руководством Эллисон Киркпатрик (Allison Kirkpatrick) из Канзасского университета впервые нашла такие переходные квазары. Они изучали примерно 600 квазаров в оптическом, рентгеновском и инфракрасном диапазонах. Среди попавших в выборку объектов были одни из самых ярких представителей класса. Результаты обработки спектральных данных показали, что у 22 изученных квазаров (примерно 4 процента) наблюдается большое количество холодного газа и пыли.
Изученные объекты в видимом свете обладали голубым цветом, что говорит об отсутствии значительного поглощения пылью. Их также удалось найти в рентгеновском диапазоне с помощью орбитального телескопа XMM-Newton, что говорит о наличии активной черной дыры в центре. Однако эти квазары также оказались чрезвычайно яркими объектами в инфракрасном диапазоне по данным телескопа «Гершель», что говорит о наличии пыли и газа в самой галактике, но не в непосредственной близости от активного ядра. Авторы считают, что им удалось запечатлеть короткий этап в жизни квазаров, который по первичным оценкам может длиться около 10 миллионов лет, что весьма коротко на масштабе эволюции галактик.
Недавно завершивший работу российский космический телескоп «Радиоастрон» помог обнаружить квазар с превышением теоретически разрешенной яркости. Также квазары позволяли находить рекордно далекие черные дыры. Свет еще одного квазара оказался преломлен гравитационной линзой и разделен на шесть отдельных изображений.
Это связано с ускорением вращения Марса вокруг своей оси
Планетологи оценили скорость уменьшения продолжительности марсианских суток, которая составила долю миллисекунды в год и вызвана ускорением вращения планеты, а также уточнили размеры ядра Марса. Это удалось сделать благодаря радиоэксперименту RISE, проводившемуся при помощи марсианской автоматической станции InSight. Статья опубликована в журнале Nature. InSight стала первой внеземной геофизической исследовательской станцией, которая проработала на Марсе чуть больше четырех лет, исследуя его сейсмическую активность и внутреннее строение. Одним из основных научных инструментов аппарата стал эксперимент RISE (Rotation and Interior Structure Experiment), в рамках которого отслеживался доплеровский сдвиг в частоте радиосигналов, передаваемых с наземных станций на InSight и обратно. Благодаря ему можно оценить скорости прецессии и нутации оси вращения планеты, которые связаны с параметрами марсианских ядра и мантии. Группа планетологов во главе с Себастьяном Ле Мейстром (Sébastien Le Maistre) из Королевской обсерватории Бельгии опубликовала результаты анализа данных, собранных RISE за 30 месяцев наблюдений для определения свойств ядра и мантии Марса. Ученые также использовали архивные данные спускаемого аппарата «Викинг-1». Исследователи уточнили радиус ядра Марса, который теперь составляет 1835±55 километров, в предположении, что ядро является конвективным и жидким сплавом железа и серы, а мантия твердая. Это хорошо согласуется с предыдущими оценками и требует большого содержания легких элементов. Ученые предполагают, что у Марса все же нет внутреннего твердого ядра. Наиболее совместимый с данными RISE модельный состав ядра включает в себя 2,5 массовых процентов кислорода, 15 массовых процентов серы, 1,5 массовых процентов углерода и один массовый процент водорода. Ученые также оценили ускорение вращения планеты вокруг собственной оси, которое составляет четыре угловых миллисекунды в год за год, что соответствует уменьшению продолжительности марсианских суток на 7,6×10-4 миллисекунды в год. Это значение на три порядка больше, чем эффект от взаимодействия Марса со спутником Фобосом и Солнцем, и может быть связано с долгосрочной внутренней эволюцией Марса или с накоплением льда на полярных шапках и изменением параметров атмосферы. Ранее мы рассказывали о том, как InSight составил детальную схему подповерхностных слоев Марса.