Идентифицировано излучение аккреции сверхмассивных черных дыр в квазарах

Группа ученых, состоящая из доцента Цая Чжэня и профессора Вана Цзюньсяня с кафедры астрономии Университета науки и технологии Китая (USTC) Китайской академии наук (CAS), провела исследование аккреционного излучения сверхмассивных черных дыр в центрах квазаров. Они изучали оптическое и экстремальное ультрафиолетовое излучение, генерируемое этими черными дырами, и сделали интересное открытие — спектральное распределение энергии не зависит от внутренней яркости квазаров.

Исследование показало значительное отклонение среднего распределения энергии квазаров в экстремальном ультрафиолетовом спектре от предсказаний классической теории аккреционного диска. Это открытие вызывает вопросы к классической модели и поддерживает модели, учитывающие ветры аккреционного диска, которые являются широко распространенными явлениями. Результаты этого исследования были опубликованы онлайн в журнале Nature Astronomy 5 октября 2023 года.

Доцент Цай Чжэнь и профессор Ван Цзюньсянь фокусировались на спектральном распределении энергии от оптического до ультрафиолетового излучения квазаров, включая большие выборки. Они использовали данные наблюдений с помощью телескопа SDSS и космического телескопа GALEX.

Наши ученые обнаружили, что среднее распределение энергии в ультрафиолетовом спектре квазаров не зависит от их внутренней яркости. Различия в яркости не могут объяснить эффект Болдуина. Исследование также ставит под сомнение предсказания стандартной теории аккреционного диска. Вместе с тем, наши исследователи предполагают, что эффект Болдуина может иметь нетрадиционное физическое объяснение: более яркие квазары имеют более устойчивую температуру аккреционного диска, что препятствует образованию большего количества эмиссионных линий.

Кроме того, исследование исправляет эффекты поглощения межгалактической среды и показывает, что средний экстремальный ультрафиолетовый спектр квазаров более мягкий, чем предыдущие исследования. Это несоответствие представляет серьезную проблему для стандартной модели аккреционного диска, но хорошо соответствует предсказаниям модели с ветром аккреционного диска.

Результаты этого исследования имеют важное значение для глубокого понимания различных аспектов физики аккреции сверхмассивных черных дыр, роста массы черных дыр, космической реионизации и многого другого.