Най-яркият обект в познатата ни Вселена е черна дупка, която поглъща по слънце на ден

Най-светлият обект, наблюдаван някога, е толкова напред пред конкуренцията, че астрономите, които са го открили, смятат, че той може никога да не бъде надминат. Не е изненадващо, че има големи въпроси за това как нещо подобно може да е извън скалата, с която сме свикнали.

Известно е, че черните дупки имат гравитационни полета, от които не може да избяга дори и светлината. Въпреки това техните акреционни дискове, в които обикаля материал като разпаднали се звезди, преди да бъде погълнат, могат да бъдат изключително ярки. Всъщност акреционните дискове от свръхмасивните черни дупки в центровете на галактиките правят квазарите най-ярките обекти във Вселената. Единствената причина, поради която те не доминират на нашето небе, е, че наблизо няма такива – най-близкият квазар е на 600 милиона светлинни години.

Протопланетарен акреционен диск с млада звезда в центъра.

Колко ярки могат да бъдат те, е отворен въпрос, който беше значително разширен с откриването на J0529-4351 с помощта на обсерваторията Сидинг Спринг и потвърден с наблюдения на ИГТ (Извънредно Голям Телескоп) на Европейската южна обсерватория. Яркостта на J0529-4351 е подобна на тази на два други мощни квазара – J0100+2802 и J2157-3602, и се намира на подобно разстояние от около 12 милиарда светлинни години. Съществува обаче една голяма разлика.

J0100+2802 и J2157-3602 минават през гравитационен обектив; във всеки случай по-близка галактика фокусира тяхната светлина, така че тя изглежда много по-ярка на нашето място, отколкото би била без нея. Ако допуснем това увеличение, тези два квазара, макар и със сигурност много ярки, все пак биха били част от основната група ярки квазари, които сме в процес на откриване.

Учените, които откриха J0529-4351, не можаха да установят подобно голямо увеличение. Освен ако не съществува някаква леща от тъмна материя, за която не знаем, професор Рейчъл Уебстър от Университета в Мелбърн заяви, че изчисляват шансовете за голяма леща на „по-малко от 1%“.

Ако оставим настрана тази малка вероятност, това прави J0529-4351 поне с един порядък по-светъл от очевидно подобните му аналози, което го поставя 3-4 пъти по-напред от всички други квазари, да не говорим за други познати ни обекти.

„Това е и най-светлият известен ни обект във Вселената. Той е 200 трилиона пъти по-ярък от нашето слънце“, казва в изявление д-р Кристиан Волф от Австралийския национален университет, като добавя, че се съмнява рекордът някога да бъде подобрен. Според алтернативна оценка цифрата е 500 трилиона, което е по-близо до тази на Уебстър, но какво са някакви 300 трилиона пъти разлика…

Връзката между яркостта на квазара и скоростта, с която той натрупва маса, не е перфектна. Фактори като ъгъла, под който го наблюдаваме, и скоростта, с която се върти дупката, също играят роля. Въпреки това откривателите смятат, че разполагат с достатъчно информация, за да изчислят колко бързо се храни.

„J0529-4351 е толкова ярка, че ще можем да я изучаваме и може би ще успеем да определим нейното въртене“, каза Уебстър, което ще позволи да се направи по-точна оценка на скоростта на акреция (процесът на нарастване на масата на небесно тяло).

Някои ярки квазари се захранват от звезда с масата на Слънцето, която всяка година се привлича в акреционния им диск и в крайна сметка се поглъща. J0529-4351 вероятно прави същото… всеки ден.

J0529-4351 не е най-масивната черна дупка, откривана някога, но със своите 17 милиарда слънчеви маси със сигурност е сред тях. Привидното противоречие между изключителната ѝ яркост и по-обикновената ѝ маса се обяснява с възрастта ѝ, тъй като я наблюдаваме по-рано след раждането на Вселената, отколкото някои сравними обекти.

От една страна, това означава, че в момента, в който я виждаме, не е ималa време да порасне до рекордни размери. От друга страна, тогава скоростта на хранене също би могла да е била по-висока. „В подрастващата Вселена материята се е движела хаотично и е хранела гладни черни дупки. Днес звездите се движат подредено на безопасни разстояния и само в редки случаи са залавяни в дупки“, казва Уебстър.

На това огромно разстояние не можем да видим J0529-4351 в детайли, но по-близките аналози ни дават някои мощни подсказки. „Тя прилича на гигантска магнетична буреносна клетка с температура от 10 000 градуса по Целзий, мълнии навсякъде и ветрове, които духат толкова бързо, че биха обиколили Земята за секунда“, каза Улф. „Тази буреносна клетка е с диаметър седем светлинни години, което е с 50% повече от разстоянието от нашата Слънчева система до следващата звезда в Галактиката, Алфа Кентавър.“

Приблизителното местоположение на квазара.
Снимка: ESO/Digitized Sky Survey 2/Dark Energy Survey

Видимата яркост на J0529-4351 е около 16-а степен, подобно на Плутон в най-отдалечената част на орбитата му. Това означава, че съвременните професионални телескопи нямат проблеми да го забележат. Предизвикателството е да се забележи, че това е квазар, а не звезда в нашата галактика. Проучванията, проведени с помощта на космическия телескоп Gaia, го пропуснаха, защото техните програми за търсене с изкуствен интелект са обучени на известни квазари и не разпознаха нещо, което толкова много се различава от тях. „Човек-астроном, който гледа спектъра на Gaia, би го разпознал от пръв поглед“, отбелязват авторите.

Съавторът д-р Кристофър Онкен казва: „Изненадващо е, че е останал неоткрит досега, като се има предвид това, което знаем за много други, по-малко впечатляващи черни дупки. Тя се е криела пред очите на всички.“