СРГ/eROSITA раскроет тайны далеких квазаров в молодой Вселенной

Российский научный фонд подвел итоги трех конкурсов на поддержку фундаментальных и поисковых научных исследований. В конкурсе отдельных научных групп победителем стал проект «Поиск и исследование далеких квазаров в рентгеновском обзоре всего неба с помощью телескопа еРОЗИТА орбитальной обсерватории СПЕКТР-РГ» под руководством члена-корреспондента РАН Марата Равильевича Гильфанова.

Первые несколько миллиардов лет жизни Вселенной были наполнены событиями — активно формировались галактики, в ядрах которых быстро росли сверхмассивные черные дыры. Рост сверхмассивных черных дыр происходил главным образом за счет аккреции (падения на черную дыру) межзвездного газа и сопровождался выделением огромного количества энергии в виде электромагнитного излучения, — рассказывает Марат Гильфанов. — Благодаря их колоссальной светимости, такие объекты — квазары, расположенные на огромных, космологических, расстояниях от нас, мы можем наблюдать и сегодня.

Цель проекта, поддержанного РНФ, — исследование роста сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик в молодой Вселенной.

Объекты исследования — далекие квазары, расположенные на красных смещениях от z=3 до, как минимум, z=6. Этот интервал красных смещений соответствует второму миллиарду лет в жизни Вселенной. Квазары будут отбираться из числа рентгеновских источников, открываемых телескопом eROSITA на борту российской орбитальной обсерватории «Спектр-РГ» в ходе обзора всего неба.

Орбитальная рентгеновская обсерватория «Спектр-РГ» была запущена с космодрома Байконур 13 июля 2019 года и начала сканирование всего неба в декабре 2019 г. К настоящему времени проводится третий обзор неба из восьми запланированных. По итогам первого года обзора телескопом СРГ/eROSITA была достигнута рекордная чувствительность, на порядок превышающая чувствительность предыдущего наиболее полного обзора всего неба обсерваторией ROSAT (Германия).

Благодаря этому уже сейчас при помощи телескопа СРГ/eROSITA открыто около двух миллионов источников рентгеновского излучения — в ~20 раз больше, чем было зарегистрировано обсерваторией ROSAT. Примерно три четверти этих источников — активные ядра галактик и квазары.

Поиск и отбор далеких квазаров для исследования в рамках проекта будет производиться при помощи системы машинного обучения SRGz, разработанной участниками проекта в отделе астрофизики высоких энергий ИКИ РАН. В результате будет получена выборка из нескольких тысяч квазаров высокой светимости на z>3, в десятки раз превосходящую по числу все существующие выборки далеких квазаров, отобранные по их рентгеновскому излучению.

На основе этой самой полной на сегодня выборки мы будем исследовать физические и статистические свойства активно растущих сверхмассивных черных дыр в молодой Вселенной, включая их функцию светимости, спектральное распределение излучаемой энергии, переменность рентгеновского излучения. Эти результаты значительно «продвинут» наше понимание общей картины роста сверхмассивных черных дыр в молодой Вселенной и физики аккреции вещества на них.

***

В рамках конкурса 2021 года на получение грантов по приоритетному направлению деятельности Российского научного фонда «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами» поддержано 526 проектов. Они планируются к реализации в 2021–2023 годах с возможным продлением срока выполнения на один или два года. Размер одного гранта составляет до 6 миллионов рублей ежегодно.

В 2020 году также завершилась реализация трехлетних проектов отдельных научных групп, поддержанных РНФ в 2018 году. Условиями конкурса было предусмотрено продление реализации проектов сроком от одного до двух лет. В рамках конкурса 2021 г. на продление поддержано 218 проектов. В их числе — два проекта под руководством сотрудников ИКИ РАН:

Магнито-плазменные радиационные процессы на нейтронных звездах и в окрестности черных дыр (руководитель д.ф.-м.н. Г.С. Бисноватый-Коган)
Перспективный прибор «Космический гамма-спектрометр с мечеными заряженными частицами» (КГС-МЗЧ) для изучения Луны, Марса и других небесных тел солнечной системы методами ядерной физики (руководитель д.ф.-м.н. И.Г. Митрофанов)

Марат Гильфанов