Z użyciem sondy XMM-Newton przeprowadzono obserwacje rentgenowskie najdalszego znanego kwazaru soczewkowanego grawitacyjnie — J0439+1634. Pozwoliły one na lepsze poznanie właściwości tego źródła.
Kwazary (obiekty kwazigwiazdowe, QSO) to niezwykle jasne aktywne jądra galaktyk (AGN), zawierające w centrum supermasywne czarne dziury z dyskami akrecyjnymi. Ich przesunięcia ku czerwieni są mierzone na podstawie silnych linii widmowych, które przeważają w ich widmach widzialnych i ultrafioletowych.
Szczególnie ciekawych informacji mogą dostarczyć kwazary o dużym - wyższym niż 5 - przesunięciu ku czerwieni, gdyż stanowią one najjaśniejsze i najodleglejsze obiekty w obserwowalnym Wszechświecie. Ich widma mogą posłużyć do oszacowania masy supermasywnych czarnych dziur, a to z kolei pomaga w dopracowaniu modeli ewolucji i formowania kwazarów, i tym samym w badaniu wczesnego Wszechświata.
J0439+1634 posiada przesunięcie ku czerwieni wynoszące 6,52, co czyni go pierwszym odkrytym kwazarem soczewkowanym grawitacyjnie z wysokim przesunięciem ku czerwieni. Dzięki dużemu powiększeniu uzyskiwanemu w wyniku soczewkowania, jest to obiekt umożliwiający badanie emisji rentgenowskiej z ery rejonizacji - w której kwazary są mniej jasne.
J0439+1634 ma ponadto szerokie linie absorpcyjne. Uważa się, że promieniowanie pochodzące od kwazarów o takich liniach (broad absorption line quasars, BAL quasars) jest absorbowane w zakresie miękkiego promieniowania rentgenowskiego i generalnie ich promieniowanie w zakresie rentgenowskim jest słabe w przypadku kwazarów o niskim przesunięciu ku czerwieni. Jak dotąd, nie przeprowadzono jednak podobnych badań dla kwazarów o wysokim przesunięciu ku czerwieni i szerokich liniach absorpcyjnych, ze względu na ich słabą emisję rentgenowską.
Zespół naukowców z Uniwersytetu w Arizonie postanowił zbadać J0439+1634 przy pomocy systemu EPIC (European Photon Imaging Camera), znajdującego się na pokładzie sondy XMM-Newton. Własności rentgenowskie ustalono dokonując analizy spektralnej, a następnie porównano wyniki z innymi populacjami kwazarów.
Emisję rentgenowską z J0439+1634 wykryto w paśmie 0,5-10 keV, natomiast nie znaleziono jej dla 0,2-0,5 keV. Stwierdzono też dużą gęstość kolumnową, co sugeruje, że obserwowany kwazar jst pierwszym znanym silnie zaciemnionym kwazarem z ery rejonizacji, poddanym spektroskopii rentgenowskiej. Podejrzewa się, że to źródło z natury może być słabym rentgenowsko kwazarem.
Wcześniejsze obserwacje tego kwazaru przy pomocy teleskopu Gemini North w Obserwatorium Gemini w Maunakea na Hawajach pozwoliły na ocenę tego, w jak odległą przeszłość zagląda się, obserwując J0439+1634. Na określenie owej wartości pozwoliła sygnatura magnezu. Te obserwacje umożliwiły również określenie masy czarnej dziury zasilającej kwazar.
Więcej informacji:
- Publikacja naukowa: Deep XMM-Newton Observations of an X-ray Weak, Broad Absorption Line Quasar at z=6.5
- Distant quasar J0439+1634 explored in X-rays
- Cosmic telescope zooms in on the beginning of time
Opracowanie: Gabriela Opiła
Źródło: Uniwersytet w Arizonie, Gemini Observatory, phys.org
Na ilustracji: Obraz kwazara J0439+1634, złożony z obrazów uzyskanych przez XMM-Newton na różnych pasmach promieniowania. Źródło: Yang et al., 2021
