Пылевой квазар виден с Земли в красном цвете и в радиодиапазоне.
Красные квазары, заполненные космической пылью, производят более сильное радиоизлучение, чем их более голубые аналоги без пыли – вероятно, это поколение молодых активных галактик со сверхмассивными чёрными дырами, которые только недавно перешли на «повышенную мощность».
«В отношении красных квазаров до сих пор остаётся много вопросов, на которые нет ответов: например, несут ли ветры чёрных дыр или радиоджеты ответственность за это усиленное радиоизлучение», - говорится в заявлении Виктории Фосетт, ведущего автора нового исследования и астронома из университета Ньюкасла (Великобритания).
Однако Фосетт считает, что мы приближаемся к полному пониманию природы этих удивительных явлений.
Квазар - это мощная центральная область активной галактики, движущей силой которой является сверхмассивная чёрная дыра, питающаяся огромным количеством вещества. Это вещество образует вокруг чёрной дыры диск газа, называемый аккреционным диском, который нагревается до миллионов градусов и испускает мощные радиационные ветры. В то же время из диска вылетают джеты – струи плазмы, формируемые магнитными полями.
Квазары настолько ярки, что значительно затмевают суммарный звёздный свет галактик, в которых они находятся, и поэтому видны по всей Вселенной.
Большинство квазаров имеют голубой оттенок, обусловленный оптическим и ультрафиолетовым излучением горячего аккреционного диска. Однако часть квазаров имеет красный цвет. Чтобы изучить красные квазары, Фосетт и его коллеги отобрали около 35 000 квазаров, наблюдаемых с помощью DESI - спектроскопического прибора для изучения тёмной энергии на телескопе Mayall в Национальной обсерватории Китт-Пик (Аризона).
В этой коллекции группа Фосетта обнаружила 3 038 красных квазаров. Перекрёстное сопоставление с радиоастрономическими данными двухметрового обзора неба LOFAR (Low Frequency Array) подтвердило, что большинство из этих красных квазаров также сильно излучают в радиоволнах.
Краснота обусловлена наличием пыли, которая поглощает более короткие, голубые волны, но пропускает более длинные, красные. Поэтому красные квазары должны быть запорошены космической пылью, состоящей из крошечных зёрен размером всего около микрона.
По-видимому, красные квазары излучают радиоволны сильнее, чем синие квазары, из-за взаимодействия между потоками излучения, выходящими из квазара, и окружающими его пылевыми завесами. При столкновении с пылью потоки излучения возбуждают молекулы внутри пыли, что приводит к излучению радиоволн. Со временем потоки, движимые энергией сверхмассивной чёрной дыры, питающейся огромным количеством материи, сдуют пылевую пелену и оставят голый голубой квазар с гораздо более слабым радиоизлучением. Фосетт называет это фазой "сдувания".
Поэтому, когда астрономы видят красный квазар, они видят более молодой квазар, по сравнению с голубыми.
Осознание того, что красные квазары представляют собой более молодой тип квазаров, может оказаться важным недостающим элементом в нашем понимании того, как галактики развиваются и эволюционируют с течением времени. Считается, что большинство галактик в то или иное время переживают квазарную фазу, и существует наблюдаемая зависимость между массой сверхмассивной чёрной дыры в центре квазара и массой галактического балджа, принадлежащего галактике-хозяину квазара. Другими словами, активность квазаров, по-видимому, способствует росту массы галактики.
Происхождение пыли квазаров может быть побочным продуктом. Космическая пыль образуется в результате гибели звёзд - либо в виде взрывных сверхновых, либо в более спокойном режиме, когда они отбрасывают свои внешние слои, образуя планетарную туманность. В любом случае наличие пыли в квазаре свидетельствует о том, что он пережил звёздную вспышку - интенсивный период быстрого звёздообразования, многие из звёзд которого уже отгорели. Вспышки звёздообразования обычно наблюдаются в активных галактиках, особенно в тех, которые пережили слияние галактик, в результате которого массивные молекулярные облака столкнулись друг с другом и запустили процесс звёздообразования.
