Mithilfe verschiedener Weltraumteleskope hat ein internationales Astronomenteam einen kürzlich entdeckten leuchtenden Quasar namens SMSS J114447.77-430859.3, kurz J1144, beobachtet. Ergebnisse der Beobachtungskampagne, verfügbar in der Juli-Ausgabe 2023 von Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Societymehr Licht auf die Eigenschaften dieser Quelle werfen.
Quasare oder quasi-stellare Objekte (QSOs) sind aktive galaktische Kerne (AGN) mit sehr hoher Leuchtkraft, die elektromagnetische Strahlung aussenden, die im Radio-, Infrarot-, sichtbaren, ultravioletten und Röntgenwellenlängenbereich beobachtet werden kann. Sie gehören zu den hellsten und am weitesten entfernten Objekten im bekannten Universum und dienen als grundlegende Werkzeuge für zahlreiche Studien in der Astrophysik und Kosmologie. Beispielsweise wurden Quasare verwendet, um die großräumige Struktur des Universums und das Zeitalter der Reionisierung zu untersuchen. Sie verbesserten auch unser Verständnis der Dynamik supermassereicher Schwarzer Löcher und des intergalaktischen Mediums.
J1144 wurde im Juni 2022 bei einer Rotverschiebung von 0,83 entdeckt. Er hat eine bolometrische Leuchtkraft von etwa 470 Quattuordecillion Erg/s und ist damit der leuchtendste Quasar der letzten 9 Milliarden Jahre kosmischer Geschichte. Mit einer Rotverschiebung von mehr als 0,4 ist er auch der optisch hellste (unbestrahlte) Quasar.
Schätzungen zufolge beträgt die Masse des Schwarzen Lochs in J1144 etwa 2,6 Milliarden Sonnenmassen. Zusammen mit der hohen bolometrischen Leuchtkraft ergibt dieser Wert für diesen Quasar ein Eddington-Verhältnis von 1,4.
Eine Gruppe von Astronomen unter der Leitung von Elias Kammoun von der Universität Toulouse, Frankreich, hat Röntgenbeobachtungen dieses Quasars mit den Weltraumteleskopen Spektr-RG, Swift, NuSTAR und XMM-Newton durchgeführt. Diese vier Weltraumobservatorien ermöglichten es ihnen, mehr Einblicke in die Eigenschaften von J1144 zu gewinnen.
Die Beobachtungskampagne ergab, dass J1144 innerhalb eines Jahres eine Röntgenvariabilität um den Faktor 10 aufweist. Darüber hinaus deuten die Ergebnisse auch auf eine kürzere Zeitskalenvariabilität in der Größenordnung von etwa 2,7 innerhalb von 40 Tagen hin. Laut den Autoren der Studie ist die große Röntgenvariabilität auf intrinsische Änderungen der Röntgenleuchtkraft der Quelle zurückzuführen, die mit Änderungen der Absorption in der Sichtlinie einhergehen.
Die Beobachtungen deuten darauf hin, dass sich J1144 offenbar mit einer Rate von mehr als 40 % der Eddington-Grenze anreichert. Allerdings stellten die Astronomen fest: Wenn der Spin des Schwarzen Lochs relativ niedrig ist, kann die Akkretionsrate sogar die Eddington-Grenze überschreiten.
Die Forscher betonten, dass sich die Röntgen- und optischen Eigenschaften von J1144 von denen vieler Hoch-Eddington-Quellen unterscheiden. Sie vermuten, dass es sich bei dieser Quelle eher um einen normalen radiostillen Quasar als um ein quasi-stellares Objekt mit hohem Eddington-Gehalt handelt.
Die Autoren des Papiers fügten hinzu, dass tiefere Röntgen- und Ultraviolett-/optische Beobachtungen von J1144 erforderlich seien, um endgültige Schlussfolgerungen über die Natur dieser Quelle und ihre Variabilität zu ziehen.
Mehr Informationen:
ES Kammoun et al., Der erste Röntgenblick auf SMSS J114447.77-430859.3: der leuchtendste Quasar der letzten 9 Gyr, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society (2023). DOI: 10.1093/mnras/stad952
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