Квазар 3C273, открытый еще в 1963 году, имеет эффективную температуру от 10 до 40 триллионов градусов, что примерно в 10 раз выше значений, которые допускает теория, говорится в исследовании, проведенном международной группой ученых. Сделать открытие, изменяющее представление о природе квазаров, позволили измерения, проведенные с помощью радиотелескопа «Радиоастрон». Отчет об исследовании опубликован в ведущем научном журнале Astrophysical Journal Letters, популярно о нем рассказывает пресс-служба Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН).

Квазары являются одними из самых ярких астрономических объектов: их мощность излучения иногда в десятки и сотни раз превышает суммарную мощность всех звёзд таких галактик, как наша. Предполагается, что квазары представляют собой активные ядра галактик. Как считается, в них находится сверхмассивная черная дыра, которая в результате приращения массы небесного тела путём гравитационного притяжения материи вытягивает на себя материю из окружающего пространства. Это приводит к огромной массе дыры и мощному излучению, превышающему мощность излучения всех звезд галактики. Материя нагревается до сверхвысоких температур, и ее часть выбрасывается прочь в виде быстрых и узких плазменных струй – джетов. Часто квазары находятся в центре спиральных галактик.

Впервые квазары были обнаружены еще в 1950-е годы. Их назвали «радиозвездами», поскольку сначала считали их объектами нашей Галактики. Но спектр квазаров не соответствовал звездному, и когда в1963 году в созвездии Девы ученые обнаружили квазар 3C273 и измерили его красное смещение, стало понятно, что эти «квази-звезды» – ядра далеких активных галактик, находящиеся на расстоянии в миллиарды световых лет.

Исследование квазаров позволяет лучше понять физику экстремальных состояний материи, и, в частности, изучить как «работают» сверхмассивные черные дыры. Наземно-космический интерферометр «Радиоастрон» – один из самых совершенных инструментов для этого. Он состоит из российского космического радиотелескопа «Спектр-Р», работающего совместно с крупнейшими наземными телескопами. Для исследований квазара 3C273 на Земле астрономы привлекли 100-метровый радиотелескоп в Эффельсберге (Германия), 110-метровый в Гринбэнке, 300-метровый телескоп Аресибо, и решетку VLA (США). Работая совместно, космическая и наземные радиообсерватории способны дать наивысшее угловое разрешение, когда-либо достигнутое в астрономии – в тысячи раз выше, чем у космического телескопа «Хаббл».

Возможности «Радиоастрона» позволили ученым впервые зарегистрировать экстремальную яркость ядра квазара – в результате было получено значение эффективной температуры от 20 до 40 триллионов градусов Кельвина (этим термином ученые обозначают температуру абсолютно черного тела, которое излучало бы с обнаруженной яркостью).

Это значение поставило ученых в тупик, потому что, что эффективная температура плазмы, из которой состоят джеты квазаров, не может превышать 500 миллиардов градусов. Потолок температуры связан с так называемой обратной комптоновской катастрофой – если энергия электронов превышает этот предел, они начинают лавинообразно передавать энергию фотонам и охлаждаться. Но квазар 3C273 нарушает это ограничение, даже учет известного эффекта релятивистского усиления оказывается недостаточным для объяснения этого феномена.

«Каким-то образом ядро квазара умудряется держать температуру экстремально высокой. Мы высказали несколько идей. Будем разбираться. Это тот тип счастливых научных открытий, который обязательно поможет нам лучше разобраться в природе квазаров», - цитируются в сообщении слова руководителя научной программы «Радиоастрона», заведующего лабораторией Астрокосмического центра ФИАН Юрия Ковалева.

«Это противоречит нашим представлениям о природе излучения квазаров. Нам пока не удалось найти удовлетворительное объяснение обнаруженного 10-кратного «превышения температуры». Полагаю, за этим поразительным результатом скрывается новая глава в изучении дальней Вселенной», - приводятся в сообщении слова руководителя проекта «Радиоастрон», руководителя Астрокосмического центра ФИАН Николая Кардашева.

Проект «Радиоастрон» разработан в Астрокосмическом центре Физического института им. П.Н. Лебедева РАН и НПО имени С.А. Лавочкина, в кооперации с рядом российских и международных организаций. Идея проекта состоит в создании наземно-космического радиоинтерферометра со сверхдлинной базой в несколько сотен тысяч километров, чего невозможно достичь с использованием наземных радиотелескопов. Для достижения этой цели в июле 2011 года космический аппарат «Спектр-Р» с 10-метровым радиотелескопом был запущен с космодрома Байконур и выведен на эллиптическую орбиту. Работая совместно с крупнейшими наземными радиотелескопами, он смог получить самое высокое угловое разрешение в истории астрономии – до 8 микросекунд дуги. Проект направлен на изучение ядер галактик и массивных черных дыр, пульсаров и межзвездной среды.