Квазары представляют собой самые яркие и энергичные объекты в наблюдаемой Вселенной, излучающие энергию, эквивалентную сотням миллиардов звёзд, из области размером не больше Солнечной системы. Эти экстремальные проявления активности сверхмассивных чёрных дыр открывают окно в понимание процессов, происходивших в ранней Вселенной, и эволюции галактик.
Физическая природа квазаров связана с аккрецией вещества на сверхмассивные чёрные дыры с массами от миллиона до десяти миллиардов солнечных масс. Когда газ и пыль падают на чёрную дыру, они образуют раскалённый аккреционный диск, температура которого может достигать миллионов градусов. Трение в диске преобразует гравитационную потенциальную энергию в тепловую и излучение, создавая светимость, превышающую светимость целых галактик.
Квазар J0529-4351, недавно идентифицированный как самый яркий известный квазар, демонстрирует поразительные характеристики. Его светимость в 500 триллионов раз превышает солнечную, а центральная чёрная дыра имеет массу около 17 миллиардов солнечных масс. Этот объект поглощает эквивалент одной солнечной массы каждый день, что делает его самой быстрорастущей чёрной дырой во Вселенной.
Струи релятивистской плазмы — характерная особенность многих квазаров. Эти коллимированные выбросы материи движутся со скоростями, близкими к скорости света, и могут простираться на миллионы световых лет от центральной чёрной дыры. Механизм формирования струй связан с взаимодействием аккреционного диска и мощного магнитного поля чёрной дыры.
Наблюдения показывают, что активность квазаров была максимальной в эпоху, когда Вселенная была в 2-3 раза моложе современной. Это так называемая "эпоха квазаров", когда скорость звездообразования и рост сверхмассивных чёрных дыр достигали пиковых значений. Изучение далёких квазаров позволяет понять условия в ранней Вселенной и процессы формирования первых галактик.
Спектроскопические исследования квазаров выявляют их космологическое красное смещение, позволяя определить расстояние и эпоху, в которую мы наблюдаем эти объекты. Некоторые квазары наблюдаются на красных смещениях z > 7, что означает, что их свет путешествовал к нам более 13 миллиардов лет. Эти объекты формировались, когда Вселенная была моложе одного миллиарда лет.
Изменчивость квазаров происходит в различных временных масштабах — от минут до лет. Быстрая переменность указывает на компактность излучающей области и позволяет оценить массу центральной чёрной дыры. Долгопериодическая изменчивость может быть связана с процессами в аккреционном диске или взаимодействием с компаньонами.
Гравитационное линзирование квазаров создаёт множественные изображения этих объектов, разделённые во времени. Анализ временных задержек между изображениями позволяет независимо измерить постоянную Хаббла и исследовать крупномасштабную структуру Вселенной. Линзированные квазары также предоставляют уникальную возможность изучения микроструктуры аккреционных дисков.