Активные галактические ядра даже мощнее, чем предполагалось, показало исследование

Приводимые в действие сверхмассивными черными дырами, поглощающими материю в центрах галактик, активные галактические ядра являются самыми мощными компактными устойчивыми источниками энергии во Вселенной.

Давно известно, что самые яркие активные галактические ядра намного затмевают объединенный свет миллиардов звезд в их родительских галактиках.

Новое исследование показывает, что ученые существенно недооценили выходную мощность этих объектов, не осознавая, насколько их свет тускнеет из-за пыли.

«Когда на линии нашего обзора есть промежуточные мелкие частицы, это делает вещи позади них более тусклыми. Мы видим это на закате в любой ясный день, когда солнце выглядит тусклее», — сказал Мартин Гаскелл, научный сотрудник в области астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Санта-Круз.

Гаскелл является ведущим автором статьи о новых открытиях, опубликованной в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.

Хотя возможность того, что пыль затуманивает свет от активных ядер галактик, была признана в течение долгого времени, ее количество вызывало споры и считалось незначительным, сказал он.

«Мы показали, что это не так, и что дальний ультрафиолетовый свет типичного активного галактического ядра тускнеет в большую сторону», — сказал Гаскелл.

Команда пришла к такому выводу, изучая эффект покраснения пыли на свет от одного из наиболее хорошо изученных активных галактических ядер, известного как NGC 5548.

Точно так же, как из-за земной атмосферы солнце кажется краснее и тусклее на закате, так и пыль в активных галактических ядрах заставляет их казаться краснее, чем они есть на самом деле. Степень покраснения связана со степенью затемнения.

Ученые количественно определяют цвета чего-либо, измеряя соотношение интенсивности его света на разных длинах волн. Хотя мы знаем, каков неокрашенный цвет Солнца, было много споров о неокрашенных цветах различных типов излучения активных ядер галактик.

Это связано с тем, что, хотя простые теории предсказывают внутренние неокрашенные цвета, были сомнения относительно того, применимы ли эти простые теории к активным галактическим ядрам.

В новом исследовании NGC 5548 исследователи Калифорнийского университета использовали семь различных индикаторов количества пыли и обнаружили, что все они хорошо согласуются. Кроме того, было обнаружено, что затемнение NGC 5548 из-за пыли сильное, более чем в десять раз превышающее затемнение, вызванное пылью, когда мы смотрим из нашей собственной галактики, Млечного Пути.

«Хорошее соответствие между различными показателями степени покраснения стало приятным сюрпризом», — сказал Гаскелл. «Он решительно поддерживает простые теории излучения активных галактических ядер.

Экзотические объяснения цветов не нужны. Это упрощает жизнь исследователям и ускоряет наше понимание того, что происходит, когда черные дыры поглощают материал».

По его словам, цвета NGC 5548 типичны для других активных галактических ядер, что имеет большое значение. Из-за эффекта затемнения пыли активные галактические ядра даже более мощные, чем предполагалось.

Результаты показывают, что в ультрафиолетовом диапазоне, где излучается большая часть энергии, типичное активное галактическое ядро ​​выделяет на порядок больше энергии, чем считалось ранее, сказал Гаскелл.

Другой вывод, по его словам, заключается в том, что активные галактические ядра очень похожи, и то, что до сих пор считалось основными фундаментальными различиями между ними, на самом деле является лишь следствием разной степени покраснения от пыли.

Соавторы Гаскелла — Фрэнсис Андерсон (сейчас работает в колледже Харви Мадда), Суфия Бирмингем (сейчас работает в Принстонском университете) и Самхита Гош (сейчас работает в Калифорнийском университете в Беркли) — работали над этим проектом в качестве старшеклассников, участвующих в программе научной стажировки UCSC.

Автор Тим Стивенс.