Χρησιμοποιώντας το διαστημόπλοιο XMM-Newton της ESA, μια διεθνής ομάδα αστρονόμων διεξήγαγε παρατηρήσεις ακτίνων Χ του πιο μακρινού γνωστού κβάζαρ με βαρυτικούς φακούς—J0439+1634. Τα αποτελέσματα της μελέτης, που δημοσιεύθηκαν στις 20 Δεκεμβρίου στον διακομιστή προεκτύπωσης arXiv, ρίχνουν περισσότερο φως στις ιδιότητες αυτής της πηγής.

Τα κβάζαρ, ή τα οιονεί αστρικά αντικείμενα (QSOs), είναι εξαιρετικά φωτεινούς ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες (AGN) που περιέχει υπερμεγέθεις κεντρικές μαύρες τρύπες με δίσκους προσαύξησης. Οι μετατοπίσεις τους στο κόκκινο μετρώνται από τις ισχυρές φασματικές γραμμές που κυριαρχούν στο ορατό και υπεριώδη φάσματα.

Οι αστρονόμοι ενδιαφέρονται ιδιαίτερα για τη μελέτη κβάζαρ υψηλής μετατόπισης ερυθρών (στο μετατόπιση στο κόκκινο υψηλότερο από 5,0) καθώς είναι τα πιο φωτεινά και πιο μακρινά συμπαγή αντικείμενα στο παρατηρήσιμο σύμπαν. Τα φάσματα τέτοιων QSO μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκτίμηση της μάζας των υπερμεγέθων μαύρων οπών που περιορίζουν τα μοντέλα εξέλιξης και σχηματισμού κβάζαρ. Επομένως, τα κβάζαρ υψηλής μετατόπισης ερυθρού θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν ως ισχυρό εργαλείο για την ανίχνευση του πρώιμου σύμπαντος.

Σε μια μετατόπιση προς το κόκκινο 6,52, το J0439+1634 το πρώτο γνωστό κβάζαρ υψηλής μετατόπισης με βαρυτικό φακό. Η υψηλή μεγέθυνσή του με φακούς το καθιστά εξαιρετικό στόχο για τη μελέτη της εκπομπής ακτίνων Χ από ένα QSO της εποχής επαναιονισμού που είναι εγγενώς λιγότερο φωτεινό.

Το J0439+1634 είναι επίσης το λεγόμενο κβάζαρ ευρείας γραμμής απορρόφησης (BAL). Γενικά, τα κβάζαρ BAL θεωρείται ότι απορροφώνται σε μεγάλο βαθμό στη μαλακή ζώνη ακτίνων Χ και γενικά είναι αδύναμα στις ακτίνες Χ σε παρατηρήσεις κβάζαρ χαμηλής μετατόπισης ερυθρού. Ωστόσο, μέχρι σήμερα δεν έχουν πραγματοποιηθεί τέτοιες μελέτες για BAL QSO υψηλής μετατόπισης ερυθρού, λόγω της αμυδρής εκπομπής ακτίνων Χ.

Έτσι, μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Jinyi Yang του Πανεπιστημίου της Αριζόνα αποφάσισε να εξερευνήσει το J0439+1634 με το σύστημα European Photon Imaging Camera (EPIC) στο XMM-Newton. Διερεύνησαν τις ιδιότητες ακτίνων Χ αυτής της πηγής μέσω φασματικής ανάλυσης και συνέκριναν τα αποτελέσματα με άλλους πληθυσμούς κβάζαρ.

Το J0439+1634 αναγνωρίστηκε ως πηγή ακτίνων Χ με XMM-Newton στη ζώνη 0,5–10 keV και από τις τρεις κάμερες EPIC, ενώ δεν ανιχνεύθηκε στη ζώνη 0,2–0,5 keV. Τα φάσματα EPIC δείχνουν ότι το κβάζαρ έχει επίπεδο δείκτη φωτονίων—σε επίπεδο περίπου 1,45.

Οι παρατηρήσεις διαπίστωσαν ότι η φασματική κλίση οπτικού προς ακτίνες Χ του J0439+1634 είναι περίπου −2,07 υποδηλώνοντας ότι αυτό το κβάζαρ είναι υποφωτεινό κατά έναν παράγοντα 18 στις ακτίνες Χ, κάτι που είναι σύμφωνο με τη συμπεριφορά των BAL QSO που παρατηρούνται σε χαμηλότερες μετατόπιση στο κόκκινο. Οι αστρονόμοι σημείωσαν ότι η μελέτη τους σηματοδοτεί την πρώτη φορά που παρατηρήθηκε φασματοσκοπικά ένα αδύναμο κβάζαρ BAL με ακτίνες Χ σε μετατόπιση προς το κόκκινο πάνω από 6,0.

Επιπλέον, η φασματική προσαρμογή χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο απορρόφησης νόμου ισχύος υποδηλώνει υψηλή εγγενή πυκνότητα στήλης στην περίπτωση του J0439+1634—πάνω από 200 εξάξιο εκατοστά^-2. Αυτό το εύρημα, σύμφωνα με τους ερευνητές, υποδηλώνει ότι το J0439+1634 είναι το πρώτο εξαιρετικά σκοτεινό κβάζαρ με φασματοσκοπία ακτίνων Χ στην εποχή του επαναιονισμού. Υποθέτουν ότι αυτή η πηγή θα μπορούσε να είναι ένα εγγενώς αδύναμο κβάζαρ ακτίνων Χ.

© 2021 Science X Network