Спектр-РГ изучает переменные квазары

Российская астрофизическая обсерватория Спектр-РГ, запущенная летом 2019 года, оснащена рентгеновскими зеркальными телескопами ART-XC имени М.Н. Павлинского (Россия) и eROSITA (Германия). Основная цель миссии — построить карту неба в мягком и жестком диапазонах рентгеновского спектра.

Недавно по данным двух последних лет работы телескопа eROSITA ученые ИКИ РАН под руководством академика Марата Равильевича Гильфанова проследили, как изменялась рентгеновская яркость нескольких тысяч квазаров, зафиксированных с помощью оптических телескопов. Для исследования отобрали известные квазары из каталога Слоановского цифрового обзора неба (SDSS), для которых точно измерены красные смещения, то есть расстояния до них, и оценены массы их черных дыр.

Астрофизики выявили связь между переменностью рентгеновского сигнала и физическими параметрами сверхмассивных черных дыр, в частности их массами и темпами аккреции, то есть падения на них вещества. Чтобы уменьшить ошибки измерения рентгеновского потока, ученые рассматривали такие квазары, яркость которых была высокой. В результате выборка состояла из 2344 квазаров. Для 157 из них также есть данные рентгеновского телескопа XMM-Newton.

Исследователи подтвердили вывод предыдущих работ о том, что относительная амплитуда переменности активных ядер галактик, то есть отношение рентгеновских потоков квазара, в разные моменты времени растет с увеличением интервала между наблюдениями. Объяснения явлению пока нет, но некоторые астрофизики связывают его с развитием неустойчивых процессов в аккреционном диске. Также оказалось, что чем легче черная дыра и чем медленнее она растет, тем более переменно ее рентгеновское излучение. Самыми изменчивыми были ядра с массами черных дыр меньше миллиарда солнечных. Это может свидетельствовать о смене режимов аккреции при низких темпах падения вещества на черную дыру.

На основе полученных данных физики надеются изучить корреляцию между рентгеновским и ультрафиолетовым излучением квазаров, которую активно обсуждают астрофизики мира. Она открывает возможность использовать квазары для измерения расстояний на космологических масштабах. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Дополнительную информацию можно найти на сайте проекта «Спектр-Рентген-Гамма».