Исследование квазаров показало структуру пыли в их окрестностях

Международная команда астрономов изучила переменность квазаров, отслеживая изменения их яркости от оптического до среднего инфракрасного диапазона. Этот совместный анализ нескольких длин волн позволил исследовать структуру пыли в центральной области квазаров и оценить ключевые свойства, такие как её масштаб и распределение. Работа предоставляет важные наблюдательные данные для уточнения «единой модели» активных галактических ядер (АГЯ). Результаты опубликованы в The Astrophysical Journal, а руководил исследованием профессор Чжэн Чжэнья из Шанхайской астрономической обсерватории.

Используя каталог из миллионов квазаров, исследователи отобрали четыре объекта, демонстрирующих высокую переменность в ближнем инфракрасном диапазоне. Квазары — это чрезвычайно яркие АГЯ, чья переменность позволяет применять технику реверберационного картирования для отслеживания распространения центрального излучения и изучения структуры вещества вблизи чёрных дыр.

На основе данных наблюдений учёные провели анализ временных задержек для трёх сильно переменных квазаров в оптическом, ближнем и среднем ИК-диапазонах. Используя измеренные задержки и типичные температуры сублимации пылевых частиц, они оценили, что относительный размерный коэффициент графитовых и силикатных частиц в пылевом торе составляет примерно 0,4. Это указывает, что в торе меньшие графитовые частицы доминируют в излучении в ближнем ИК-диапазоне, а более крупные силикатные частицы вносят основной вклад в среднее ИК-излучение.

Для самого яркого квазара в выборке, VVV J1845-2426, с помощью спектроскопических данных измерили красное смещение (z ≈ 0,25) и массу центральной чёрной дыры. Многоцветное моделирование распределения энергии также выявило признаки наличия в этом источнике полярной пыли.

«Анализируя совместную переменность АГЯ в нескольких диапазонах, это исследование успешно уловило «эхо» отклика пыли на центральное излучение в разных полосах и оценило соотношение размеров двух основных компонентов в пылевом торе. Этот результат важен для понимания распределения и физических свойств пыли вокруг АГЯ», — сказал Лун Линь, первый автор исследования.

Несмотря на быстрое развитие астрономии переменных объектов, комплексные исследования, охватывающие оптический, ближний и средний ИК-диапазоны вместе, остаются относительно редкими. Для преодоления этого ограничения необходимо систематически интегрировать многодиапазонные наблюдательные данные, чтобы найти больше АГЯ с сильной переменностью.

«Обнадёживает ожидание, что с началом научной работы обсерватории Веры Рубин и космического телескопа SPHEREx они откроют новые возможности для исследований пыли методом реверберационного картирования в АГЯ», — отметил профессор Чжэн Чжэнья.