Обнаружен неожиданно далёкий блазар

Группа учёных во главе с Эми Фурнисс (Amy Furniss) из Калифорнийского университета в Санта-Крусе при помощи космического телескопа «Хаббл» смогла точно определить красное смещение (z) удалённого блазара PKS 1424+240, которое оказалось ≥ 0,6035. То есть свет от объекта шёл к Земле как минимум 7,4 млрд лет или даже дольше.

В теории природа гамма-излучения от блазара ясна, но такие гамма-лучи отчего-то «гаснут» медленнее, чем должны... (Здесь и ниже иллюстрации NRAO, AUI, NSF, Amy Furniss et al.)

По современным представлениям, блазары связаны с гамма-излучением, возникающим в районах джетов — выбросов вещества из аккреционных дисков, окружающих далёкие чёрные дыры. Эти источники мощнейших гамма-вспышек в космосе считаются одними из самых интересных объектов для наблюдений.

Названное расстояние кажется очень-очень странным, а то и загадочным. Гамма-лучи в космосе должны вступать во взаимодействие с внегалактическим фоновым излучением (ВФИ), буквально пронизывающим Вселенную электромагнитным изучением от внегалактических объектов. При столкновении фотона гамма-изучения с фотоном внегалактического фонового происхождения, имеющего меньшую энергию, пара частиц аннигилирует и образует электрон-позитронную пару, то есть электрон и его античастицу. Чем дольше гамма-фотон путешествует, тем выше вероятность осуществления такого взаимодействия.

Теоретически это означает, что на дистанции во много миллиардов световых лет шанс зарегистрировать гамма-излучение от блазара равен нулю. Но именно это и произошло! Почему? Генерация электрон-позитронных пар при столкновениях гамма-фотонов с менее энергичными частицами зависит от спектрального распределения энергий либо излучения блазаров, либо ВФИ.

«Мы нашли источник гамма-излучения очень высоких энергий, казалось бы, на немыслимом расстоянии и, сделав это, обнаружили, что отыскали нечто, чего полностью не понимаем, — подчёркивает соавтор работы Дэвид Уильямс (David Williams). — Наличие источника на такой дистанции позволит нам лучше уяснить, насколько поглощение излучения ВФИ существенно для такого расстояния, а также испытать космологические модели, которые предсказывают значение ВФИ».

Авторы работы считают, что излучение рассматриваемого блазара по своему механизму и особенностям, скорее всего, отличается от наших представлений о нём, хотя не исключены и более экзотические возможности, для исследования которых понадобятся дополнительные усилия.

Отчёт об исследовании принят к публикации в издании Astrophysical Journal Letters, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Санта-Крусе.