Космические телескопы WISE и Ферми открыли сотни новых блазаров

Совместив данные, полученные с космических телескопов WISE и Ферми, принадлежащих НАСА, астрономы установили связь между инфракрасным и гамма-излучением, испускаемым блазарами. Блазары – класс удалённых галактик, чья яркость обеспечивается сверхмассивной чёрной дырой в её центре.

Блазары – самый часто наблюдаемый космическим телескопом Ферми источник гамма-излучения. В тот момент, когда материя падает на сверхмассивную чёрную дыру в центре галактики, часть её выбрасывается наружу в форме двух струй (джетов), направленных в противоположные стороны. Когда один из джетов направлен в направлении Земли, галактика видится особенно яркой и классифицируется как блазар.

Астрономы, изучающие удалённые галактики с находящимися в их центре сверхмассивными чёрными дырами, открыли неожиданную связь между двумя совершенно различными диапазонами длин волн света, которые излучают блазары. Это средний инфракрасный диапазон длин волн и гамма-излучение. Открытие было совершено, когда учёные совместили данные, полученные с помощью телескопов WISE и Ферми. WISE – широкоформатный приёмник инфракрасного излучения, а Ферми получает изображение в диапазоне гамма-волн. В результате были открыты сотни потенциальных квазаров.

Francesco Massaro из Университета Турина, Италия и Raffaele D'Abrusco из Гарвард-Смитсоновского Центра Астрофизики, впервые показали, что инфракрасное излучение блазаров коррелирует с их гамма-излучением.

«Подобная связь между двумя столь различными формами света, которые отличаются по энергии в 10 миллиардов раз, кажется поразительной!» - говорит Massaro. Исследование позволяет уточнить, как именно сверхмассивная чёрная дыра в их центре преобразовывает материю в излучение.

Блазары составляют большую часть отдельных источников гамма-излучения, обнаруженных массивом телескопов Ферми (LAT). Сердцем блазара является сверхмассивная чёрная дыра с массой в миллионы солнечных масс. Она окружена горячим вращающимся диском из пыли и газа, называемым аккреционным. По мере того, как материя из диска падает на чёрную дыру, часть её формирует джеты. Джеты – это выбросы субатомных частиц, которые покидают аккреционный диск со скоростью почти равной скорости света и направлены в противоположных направлениях. Джеты производят много гамма-лучей, которые являются самой высокоэнергетической формой света.

С января по август 2010 года, телескоп WISE проводил обследование неба в четырёх различных диапазонах инфракрасных волн. Было каталогизировано более миллиарда источников излучения. В 2011 году Massaro, D'Abrusco и их коллеги, начали исследовать открытые Ферми блазары, с помощью данных телескопа WISE.

Исследователи сравнили излучение известных блазаров в среднем инфракрасном диапазоне с излучением других внегалактических источников гамма-волн. В итоге, выяснилось, что спектр инфракрасного излучения блазаров сильно отличается от спектра излучения других источников.

Учёные опубликовали детали исследования 9 августа, в Астрофизическом Журнале. Электроны, протоны и другие частицы, разогнанные джетами, оставляют специфические «отпечатки» в инфракрасном свете, который они излучают. Сходный рисунок имеет и их излучение в диапазоне гамма-волн. Таким образом для блазаров, столь разные участки электромагнитного спектра, оказались взаимозависимыми.

До сих пор, тысячи открытых Ферми источников излучения, остаются не идентифицированы. Хотя астрономы подозревают, что часть из них блазары, пока не было достаточно данных чтобы это подтвердить. Простым сопоставлением данных одних и тех же источников, полученных WISE и Ферми, позволили идентифицировать 130 новых блазаров. Работа по идентификации источников гамма-излучения критически важна, поскольку часть из них может быть результатом аннигиляции частиц тёмной материи. И это позволит как минимум определить их потенциальное число.