Астрономы исследовали блазар OP 313, ставший самым далёким из известных источников гамма-излучения очень высоких энергий среди объектов этого класса. Его свет путешествовал до Земли около восьми миллиардов лет. Таким образом, мы наблюдаем блазар таким, каким он был примерно через пять миллиардов лет после Большого взрыва.

Блазары представляют собой активные ядра галактик со сверхмассивными чёрными дырами, поглощающими окружающее вещество. Часть материи выбрасывается вдоль полюсов в виде мощных релятивистских струй плазмы — джетов. Если один из таких джетов направлен почти точно в сторону Земли, объект классифицируют как блазар.

Гамма-излучение OP 313 впервые зарегистрировали в декабре 2023 года. Последующие наблюдения проводились с помощью телескопов LST-1 и MAGIC в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос на Канарских островах.

Учёные исследовали, как гамма-фотоны теряли энергию и поглощались во время путешествия через Вселенную. Они взаимодействуют с внегалактическим фоновым излучением — светом, накопившимся за космическую историю от звёзд и галактик. При таких взаимодействиях могут рождаться пары электронов и позитронов, из-за чего часть гамма-фотонов не достигает Земли.

Анализ позволил уточнить механизм образования излучения в джете OP 313. Согласно полученным результатам, электроны разгоняются в струе плазмы почти до скорости света, после чего сталкиваются с фотонами меньших энергий и передают им часть своей энергии. В результате возникают гамма-кванты очень высоких энергий.

Этот механизм известен как лептонная модель излучения блазаров. Новые наблюдения показывают, что подобные процессы действовали уже на сравнительно ранних этапах эволюции Вселенной, когда активность галактик была значительно выше современной.

Особенно важно, что столь далёкий источник удалось исследовать в диапазоне очень высоких энергий, где гамма-излучение сильно ослабляется при распространении через межгалактическое пространство. Это открывает дополнительные возможности для изучения релятивистских джетов, ускорения частиц и внегалактического фонового излучения.

Результаты исследования опубликованы 6 октября в журнале Astronomy & Astrophysics.

https://www.space.com/astronomy/black-holes/astronomers-detect-most-distant-supermassive-black-hole-powered-blazar-ever-a-cosmic-beacon-from-the-dawn-of-time