Космическая линза показала, как устроен квазар экспресс
Далекий квазар выглядит как четыре огонька, сложенные крестом. Так его показывает гравитация галактики, лежащей на луче зрения: она работает как неровное стекло и размножает изображение. Каждый огонёк — это один и тот же объект, но свет от него идёт разными путями. Поэтому, когда квазар вспыхивает, четыре картинки откликаются не одновременно и не одинаково.
Астрономы собрали наблюдения за 25 лет с телескопов в обоих полушариях. Они придумали, как точнее вычитать свет самой галактики-линзы, чтобы не мешал. Получились очень чистые графики блеска для каждого из четырёх изображений. По этим графикам видно, что мерцание вызвано не только самой линзой, но и звёздами внутри неё — они действуют как маленькие дополнительные линзы.
Из этого мерцания удалось вытащить главное: размер светящейся области квазара. В синем свете она оказалась около 10 световых дней в поперечнике — это как расстояние от Солнца до облака Оорта. А в красном свете область заметно больше. Чем длиннее волна, тем шире источник. Рост идёт почти линейно: красный источник примерно вдвое больше синего.
Такой результат — прямое доказательство того, что квазар не точка. Это диск раскалённого газа вокруг сверхмассивной чёрной дыры. Внутренние, более горячие части диска светят в синем и ультрафиолете, а внешние, прохладные — в красном. Поэтому размер растёт с длиной волны. Теперь модели, описывающие свечение квазаров, получили жёсткую проверку: они должны воспроизводить именно такое соотношение размеров.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2604.09160
We present an extended optical monitoring of the quadruply-imaged gravitationally lensed quasar QSO 2237+0305, the Einstein Cross, including observations from different observatories in both hemispheres and using a new photometric technique. This technique uses a region far enough from the lens system to determine accurately the sky background level, and minimises contamination from the lensing galaxy by combining analytical and numerical modeling of its structure. The resulting light curves of the four quasar images describe variations across practically the entire optical spectrum and span about 9000 days in the $$VRI$$ bands. The multi-band microlensing variability is captured with an unprecedented level of detail, and a preliminary microlensing analysis reveals an almost linear scaling of source radius with wavelength, providing direct evidence for the wavelength-dependent structure of the region contributing to optical passband fluxes. Specifically, assuming a mean microlens mass $$\langle M \rangle$$ = 0.3 $$\rm{M_{\odot}}$$ and concentric Gaussian sources that move according to the velocity distribution peaks (speed and direction) reported in a previous microlensing analysis, we find that the half-light radius of the $$g$$-band source is 9.6 $$\pm$$ 2.7 lt-day and the size of the sources grows with wavelength with a power-law index of $$\alpha$$ = 0.94 $$\pm$$ 0.05. We conclude that these long-term light curves set stringent empirical constraints on models of quasar emission and microlensing physics.
Свет от квазара шёл до нас около 8 миллиардов лет — больше половины возраста Вселенной.
В фильме «Интерстеллар» герои видят похожее явление: чёрная дыра Гаргантюа искажает свет аккреционного диска, создавая несколько изображений.