Астрономы подтвердили стабильность рентгеновского и ультрафиолетового излучения квазаров за 12 миллиардов лет

Астрономы представили новое исследование, в котором на основе крупнейшей однородной выборки квазаров подтвердили, что соотношение между их рентгеновским и ультрафиолетовым излучением не меняется со временем. Результаты опубликованы в репозитории arXiv.

Квазары — самые яркие объекты во Вселенной, их свет виден на огромных расстояниях. Известно, что между их ультрафиолетовым и рентгеновским излучением существует нелинейная связь, которую предлагают использовать для оценки расстояний до далёких галактик. Однако ранее оставалось неясным, эволюционирует ли это соотношение с возрастом Вселенной.

Чтобы ответить на этот вопрос, учёные создали строго отобранную выборку. Они сопоставили каталог квазаров SDSS DR16 с данными рентгеновского телескопа XMM-Newton (4XMM-DR14). Из примерно 750 тысяч кандидатов после жёстких критериев отбора осталось около 2000 объектов на красных смещениях от 0,7 до 5 — то есть мы видим их такими, какими они были от 6 до 12 миллиардов лет назад.

Критерии включали: исключение источников с возможным поглощением в ультрафиолете и рентгене, удаление квазаров с широкими абсорбционными линиями и ярким радиоизлучением, отбрасывание объектов с z меньше 0,7 (чтобы избежать загрязнения от Млечного Пути), а также — что особенно важно — отказ от квазаров со слишком короткими рентгеновскими наблюдениями.

Последний пункт связан с так называемым эффектом Эддингтона: чувствительность оптических обзоров SDSS в среднем выше, чем у рентгеновских, поэтому без коррекции в выборку попадает непропорционально много рентгеновски ярких объектов на больших расстояниях. Это создаёт ложное впечатление, что соотношение меняется. После учёта этого эффекта исследователи показали, что наклон зависимости остаётся постоянным — 0,58 ± 0,01, а разброс составляет 0,15 dex.

Таким образом, работа подтверждает, что связь между рентгеновским и ультрафиолетовым излучением не эволюционирует на протяжении большей части истории Вселенной. Это делает квазары ещё более перспективными «стандартными свечами» для космологических измерений, не уступающими по надёжности сверхновым типа Ia.

Авторы подчёркивают, что любые сообщения об изменении этого соотношения, скорее всего, связаны либо с неучтённым эффектом Эддингтона, либо с смешением разных популяций квазаров. Их результаты базируются на самой однородной на сегодняшний день выборке и показывают внутреннюю стабильность процесса.