Гравитационная линза усилила рекордный "взрыв" у далёкой чёрной дыры

Мощное искажение гамма-излучения из окрестностей чёрной дыры в семи миллиардах световых лет от нас поставило перед исследователями неожиданную теоретическую проблему. Ранее считалось, что зарегистрировать гамма-излучение с такой большой дистанции невозможно чисто физически. Соответствующая статья опубликована в Astronomy & Astrophysics.

Гамма-источники, видимые с большого расстояния, практически всегда являются объектами из окрестностей сверхмассивных чёрных дыр в центре далёкой галактики. Там часто случаются события большой энергии, в результате которых разогнанная до околосветовых скоростей плазма вылетает вдоль "осей" чёрной дыры и движется в особых околосветовых "струях" на многие миллиарды световых лет. Когда такая струя попадает в поле зрения земных астрономов, они называют галактику-источник блазаром. Однако от действительно далёких блазаров до нас вовсе не доходит гамма-излучение. Происходит это потому, что гамма-фотоны имеют очень большую энергию. Пройдя миллиарды световых лет, они рано или поздно неизбежно сталкиваются с фотонами более низких энергий и отдают им часть собственной энергии. В результате первый фотон переходит в рентген, ультрафиолет или даже видимый диапазон.

Однако теперь международная группа астрономов столкнулась с нарушениями этого казавшегося незыблемым правила. Целой группе телескопов — как космических, так и наземных — удалось зафиксировать гамма-фотоны очень высоких энергий, шедшие до Земли целых семь миллиардов лет. Причём один и тот же источник оказался зафиксированным дважды, второй раз — через одиннадцать дней после первого.

Случилось это потому, что на пути к Земле через миллиард лет после начала своего движения пучок гамма-фотонов из сверхмассивной чёрной дыры в галактике QSO B0218+357 натолкнулся на препятствие. Им стала другая массивная галактика B0218+357G. Её гравитация исказила излучение от исходного источника и создала гравилинзу. Гамма-фотоны, обошедшие линзу с одной стороны, преодолели меньший путь и прибыли к земным телескопам на 11 дней раньше тех, что были слегка отклонены в строну и проделали чуть большую дистанцию.

Благодаря наличию этой гравилинзы удалось дополнительно уточнить расстояние до исходного источника. При этом оно оказалось рекордно большим. До этого самым далёким из достоверных гамма-источников были блазары в трёх-четырёх миллиардах световых лет от Земли. Новый источник вдвое дальше и в теории его гамма-фотоны для наземных телескопов должны быть недоступны. В настоящее время учёные работают над теоретическим объяснением новых рекордно дальних наблюдений, однако полностью удовлетворяющего объяснения этой загадки пока не нашли.