Радиомонстр
Объект RC J0311+0507 обнаружен группой ученых из Специальной астрофизической обсерватории РАН под руководством академика Юрия Парийского во время специальной программы по поиску радиогалактик. Этот поиск велся с использованием крупнейших астрономических инструментов России. В оптике наблюдения велись на шестиметровом рефлекторе БТА, а в радиодиапазоне – на 600−метровом радиотелескопе РАТАН-600.
Выяснилось, что RC J0311+0507 очень удаленный объект. Измеренное красное смещение z=4.51 говорит о том, что фотоны, которые мы сейчас регистрируем от радиогалактики, покинули ее 11 млрд лет назад. Кроме того, в радиодиапазоне это один из самых ярких объектов Вселенной. Измеренная на телескопе РАТАН-600 светимость на частоте 500 МГц (L_radio) оказалась приблизительно равной 3х1029 Вт/Гц.
Дыра-рекордсмен
Дальнейшие наблюдения галактики на радиоинтерферометре VLA показали, что RC J0311+0507 так называемый двойной радиоисточник (FRII типа). Это предполагает существование в галактике сверхмассивной черной дыры, на которую интенсивно аккрецирует (падает, закручиваясь в диск) вещество, а с полюсов испускаются узконаправленные потоки частиц с околосветовыми скоростями – так называемые джеты.
По новым данным, полученным на британском радиоинтерферометре MERLIN, источник имеет сложную структуру с сильно асимметричными внешними радиокомпонентами. Эти наблюдения позволили уточнить массу черной дыры в центре галактики, которая оказалось рекордной (около 1 млрд масс Солнца) и близкой к предельной для радиогалактик. Расчеты показывают, что для такого чудовищного энерговыделения (1046 эрг/с требуется, чтобы на дыру падало чуть более одной массы Солнца в год).
Дали важные данные для понимания природы RC J0311+0507 и наблюдения на приборе SCORPIO, установленном на БТА. В узком фильтре SED 655 угловые размеры объекта оказались больше, чем в других. Этот «светит» водород, который ионизуется скрытым в центре галактики монстром — квазаром, излучающим за счет падения на черную дыру окружающего ее газа.
Судьба радиогалактики
Масса черной дыры и мощность излучения быстро растут, и за сравнительно короткое время световое давление превысит силу притяжения — газ будет выброшен из галактики. Как считают астрономы, квазар какое-то время будет виден напрямую, без экранирования газом, но в конце концов из-за отсутствия «питания» потухнет.
Следом за ним, израсходовав энергию, накопленную в релятивистских частицах, потухнет и радиоисточник. Останется «очищенная» от газа эллиптическая галактика, которая со временем может опять проявить себя как радиоисточник в случае попадания в нее газа извне.
Космологическая загадка
RC J0311+0507 – очень молодой объект. Мы видим ее такой, какой она была 11 млрд лет назад – в возрасте около 1 млрд лет.
Отсюда возникает одна из интереснейших загадок в астрономии: как такие массивные объекты могли образоваться в ранней Вселенной за такой короткий срок? Одна из предполагаемых моделей, объясняющих происхождение таких объектов в ранней Вселенной, — слияние сверхмассивных черных дыр, в результате которого могут обеспечиваться высокая скорость вращения черной дыры и высокая светимость источника в радиодиапазоне.