Небо полно странных X-образных галактик. Вот почему
В этой огромной радиогалактике скрывается «двойной бумеранг» обратной промывки черной дыры.
«Двойной бумеранг» радиогалактики в форме буквы Х
«Двойной бумеранг» радиогалактики в форме буквы Х Эти большие голубые струи примерно в 100 раз длиннее всего Млечного Пути.
(Изображение: © NRAO / AUI / NSF; САРАО; DES)
Наблюдаемая за обычным телескопом, галактика PKS 2014−55 является ничем не примечательным пятном яркого света. Но посмотрите снова на радиоволны, и вы увидите, что галактика скрывает гигантское сияющее сокровище в его центре - и X отмечает точку.
PKS 2014−55 - это X-образная радиогалактика (XRG), необычный тип галактики, который выглядит как огромный X в ночном небе, когда он отображается на радиоволнах. Длинные рукава Х - каждый примерно в 100 раз длиннее Млечного Пути - на самом деле - пылающий быстрый суп из частиц и магнитных полей, выброшенных из центральной черной дыры галактики и путешествующих на миллионы световых лет в космос, далеко за гранью галактики.
Большие струи радиоэнергии распространены в галактиках с голодными черными дырами в их центрах (даже у Млечного Пути есть два "пузыря" радиоэнергии вокруг его кишки). Тем не менее, большинство из этих струй прибывают в упорядоченные пары, которые образуют прямую линию или круглую выпуклость, если смотреть издалека. По словам Уильяма Коттона, астронома из Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) в Вирджинии, который изучает рентгенограммы, менее 10% известных космических радиоисточников принимают отчетливую форму Х, подобную этой.
«Вы видите четыре вещи, которые появляются из этой галактики, - сказал Коттон, ведущий автор нового исследования галактики, -« Живая наука », - и вопрос в том, как это получилось?»
Теперь Коттон и его коллеги могут иметь ответ. В новом исследовании, опубликованном 7 мая на сервере предварительной печати arXiv и принятом для публикации в журнале Monthly Notices Королевского астрономического общества, исследователи из NRAO и Южноафриканской радиоастрономической обсерватории (SARAO) использовали массивный радиотелескоп MeerKAT на юге. Африканская пустыня Кару, чтобы запечатлеть самое детальное изображение XRG. Изображение, показанное выше, показывает, что странный X, вырывающийся из центра PKS 2014−55, по-видимому, вовсе не X.
«На самом деле это форма« двойного бумеранга », - сказал Коттон. «Это означает, что что-то в галактике отвлекает поток в эти вторичные крылья."
Аннотированное изображение, демонстрирующее гигантскую X-образную радиогалактику PKS 2014-55, полученную с помощью телескопа MeerKAT Южноафриканской радиоастрономической обсерватории, показывающее старые X-образные радиоструйные аппараты, более молодые форсунки ближе к центральной черной дыре и доминирующую область влияния. по звездам и газу центральной галактики.
На этом изображении показаны две самые молодые радиоструи (белые точки), взрывающиеся из центральной черной дыры галактики, а две более старые струи продолжают просачиваться в космос через десятки миллионов лет. (Изображение предоставлено: UP; NRAO / AUI / NSF; SARAO; DES)
Согласно Коттону и новому исследованию, странную форму галактики можно объяснить теорией, известной как «гидродинамическая модель обратного потока». Вот что происходит в двух словах: во-первых, центральная черная дыра галактики поглощает материю в течение миллионов лет, пока не столкнется с космическим расстройством желудка. Черная дыра изрыгает в космос две струи вещества, каждое из которых движется в противоположных направлениях с невероятной скоростью
В конце концов (десятки тысяч лет спустя) эти струи взрываются через загазованное гало галактики, продвигаясь вперед в межгалактическое пространство. Давление в джетах медленно возрастает по мере того, как они перемещаются все дальше и дальше от галактики, в конечном итоге вынуждая некоторый материал в каждой струе переворачиваться и снова возвращаться к центру. Это явление известно как «обратный поток».
По словам Коттона, обратный поток является обычным явлением в активных галактиках, но обычно весь этот возвращающийся материал выпирает в середине галактики, а не отскакивает в сторону. В PKS 2014–55 гг. Горячий ореол галактики, состоящий из пыли и газа, расположен под таким углом, что обратный поток фактически «отклоняется» обратно из галактики, придавая каждой струе вид бумеранга.
Коттону и его коллегам эта длинная космическая история была очевидна, просто взглянув на контуры струйного потока на изображении MeerKAT: «Мы смотрели на изображение в течение примерно 10 секунд и просто говорили:« Да, вот и все », - Коттон сказал. Но когда команда проанализировала яркость струй, появились дополнительные детали.
Согласно Коттону, это изображение показывает не один, а три отдельных всплеска черной дыры, разделенных десятками миллионов лет. Две белые точки возле центра изображения показывают самое недавнее событие, с двумя лепестками энергии, только начинающими расширяться из черной дыры в галактику. Помимо них, две длинные синие доли - это разлагающиеся остатки двух струй, которые вырвались из черной дыры около 10 миллионов лет назад, сказал Коттон.
«И, если вы посмотрите вокруг краев струй, есть то, что мы называем« коконом »- слабый остаток еще более раннего всплеска», - добавил он. "Это что-то около 100 миллионов лет."
Тот факт, что все три поколения струй, по-видимому, следуют одному и тому же образцу бумеранга, предполагает, что гидродинамический противоток объясняет форму этого XRG, а не какое-то другое явление (например, изменение направления черной дыры между одним выбросом струи и следующим).
По словам Коттона, одна и та же модель не может объяснить каждую X-образную галактику во вселенной - каждая требует своего собственного анализа. Но, по крайней мере, в случае PKS 2014−55, это одна карта космических сокровищ решена.
