Уэбб обнаружил быстрый отток в галактике, где находится светящийся квазар

Спектр квазара J1007+2115. Автор: Liu et al., 2024.

Международная группа астрономов использовала космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) для проведения спектроскопических наблюдений яркого квазара, известного как J1007+2115. Они обнаружили быстрый отток, исходящий из галактики-хозяина квазара. Об этом открытии сообщалось в статье, опубликованной 20 сентября на сервере препринтов arXiv.

Квазары, или квазизвездные объекты (КЗО), представляют собой активные ядра галактик (АЯГ) очень высокой светимости, испускающие электромагнитное излучение, наблюдаемое в радио-, инфракрасном, видимом, ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах.

Они являются одними из самых ярких и самых далеких объектов в известной нам Вселенной и служат фундаментальными инструментами для многочисленных исследований в астрофизике и космологии. Например, квазары использовались для исследования крупномасштабной структуры Вселенной и эпохи реионизации. Они также улучшили наше понимание динамики сверхмассивных черных дыр и межгалактической среды.

При красном смещении 7,51 J1007+2115 является одним из самых высоких красных смещений среди известных на сегодняшний день квазаров. Он имеет болометрическую светимость около 204 кваттуордециллионов эрг/с, а его черная дыра имеет массу около 1,43 миллиарда солнечных масс.

Предыдущие наблюдения J1007+2115 показали, что в ее галактике-хозяине имеется обильный молекулярный газ и пыль с массами на уровне 22 и 0,17 миллиардов солнечных масс. Более того, в этой галактике происходит быстрое звездообразование, поскольку скорость ее звездообразования оценивается в 80–250 солнечных масс в год.

Теперь группа астрономов под руководством Вэйчжэ Лю из обсерватории Стюарда в Тусоне, штат Аризона, сообщает о новых открытиях относительно хозяина J1007+2115. Используя интегральный полевой блок NIRSpec на борту JWST, они идентифицировали протяженную эмиссию дважды ионизированного кислорода (O III). Эта эмиссия сильно смещена в синюю область и широка, и простирается примерно на 6500 световых лет от квазара.

Дальнейший анализ показал, что излучение, скорее всего, отслеживает быстрый отток в галактике-хозяине этого квазара. Таким образом, принимая во внимание высокое красное смещение квазара, это самый ранний отток галактического масштаба, известный на данный момент.

Согласно статье, скорость истечения импульса составляет около 3,7 ундециллиона дин, что составляет приблизительно 61% силы давления излучения, создаваемой квазаром. Более того, скорость истечения кинетической энергии на уровне 0,36 кваттуордециллиона эрг/с составляет около 0,2 процента от болометрической светимости квазара. Эти результаты показывают, что квазар достаточно мощный, чтобы легко управлять истечением.

Исследование показало, что отток имеет большую скорость около 2100 км/с, что предполагает, что он может легко покинуть родительскую галактику. Скорость оттока массы была рассчитана на уровне 300 солнечных масс в год, в то время как средняя динамическая временная шкала оттока была оценена примерно в 1,7 миллиона лет.

Больше информации: Weizhe Liu et al, Fast Outflow in the Host Galaxy of the Luminous z = 7.5 Quasar J1007+2115, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2409.13189