Попавшаяся нам на глаза через обычный телескоп, галактика PKS 2014-55 представляет собой ничем не примечательное пятно яркого света. Но посмотрите еще раз на радиоволны, и вы увидите, что в галактике прячется гаргантюа, светящийся клад в ее центре. Пятно в виде буквы X.
PKS 2014-55 - это Х-образная радиогалактика (XRG), необычный тип галактики, которая при отображении в радиоволнах выглядит как огромный Х в ночном небе. Длинные рукава X - каждый примерно в 100 раз длиннее Млечного Пути - на самом деле представляют собой сверкающий суп из частиц и магнитных полей, вырываемых из центральной черной дыры галактики и перемещающихся на миллионы световых лет в космос, далеко за края галактики.
Большие струи радио-энергии широко распространены в галактиках с голодными черными дырами в их центрах (даже Млечный Путь имеет два "пузыря" радио-энергии вокруг своего кишечника). Однако большинство из этих струй приходят упорядоченными парами, которые при виде издалека образуют прямую линию или круглую выпуклость. По словам Уильяма Коттона, астронома Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) в Вирджинии, который изучает XRG, менее 10% известных космических радиоисточников принимают отчетливую форму Х, подобную этой.
"Вы видите четыре вещи, выходящие из этой галактики, - сказал Коттон, ведущий автор нового исследования галактики, - и вопрос в том, как это получилось?".
Теперь у Коттона и его коллег может быть ответ. В новом исследовании, размещенном 7 мая на сервере предварительной печати arXiv и принятом к публикации в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, исследователи из NRAO и Южноафриканской радиоастрономической обсерватории (SARAO) использовали массивный радиотелескоп MeerKAT в южноафриканской пустыне Кару, чтобы получить самое подробное изображение XRG за всю историю. На снимке виден странный Х, вспыхнувший из центра PKS 2014-55.
На самом деле это "двойной бумеранг", - сказал Коттон. "Это означает, что что-то в галактике перебрасывает поток на эти вторичные крылья".
Согласно Коттону и новому исследованию, странная форма галактики может быть объяснена теорией, известной как "гидродинамическая модель обратного потока". Вот что происходит, в двух словах: Во-первых, центральная черная дыра галактики пожирает материю миллионы лет, пока не испытает на себе космическое несварение. Черная дыра извергает сдвоенные струи материи в космос, каждая из которых движется в противоположных направлениях с невероятной скоростью.
В конце концов (десятки тысяч лет спустя) эти струи прорываются сквозь галактический ореол, двигаясь вперед в межгалактическое пространство. Давление медленно нарастает в струях по мере их перемещения все дальше и дальше из галактики, в конечном счете заставляя некоторый материал в каждой струе переворачиваться и снова течь к центру. Это явление известно как: "обратный поток".
Обратный поток распространен в активных галактиках, сказал Коттон, но обычно все возвращающееся вещество раздувается в центре галактики, а не отскакивает в сторону. В PKS 2014-55 горячий ореол пыли и газа галактики наклонен под таким углом, что обратный поток фактически "отклоняется" назад из галактики, придавая каждой струе бумерангом вид.
Для Коттона и его коллег эта длинная космическая история была очевидна просто взглянув на контуры струйного потока на изображении MeerKAT - "Мы смотрели на изображение около 10 секунд и просто сказали: "Да, это все", - сказал Коттон. Но по мере того, как команда анализировала яркость струй, появлялись новые детали.
По словам Коттона, на этом снимке виден не один, а три отдельных всплеска черных дыр, разделенных десятками миллионов лет. Две белые точки вблизи центра снимка показывают последнее событие, при котором из черной дыры в галактику только начинают выходить двойные энергетические лопасти. За этими двумя длинными голубыми долями скрываются разлагающиеся остатки двух струй, которые вспыхнули из черной дыры около 10 миллионов лет назад, сказал Коттон.
"И если вы посмотрите по краям струй, то увидите то, что мы называем "коконом" - слабый остаток еще более раннего всплеска", - добавил он. "Этому что-то по порядку 100 миллионов лет."
Тот факт, что все три поколения струй, кажется, следуют одной и той же схеме бумеранга, говорит о том, что гидродинамический обратный поток объясняет форму этого XRG, а не какой-то другой феномен (например, изменение направления черной дыры между прорывом одной струи и прорывом другой).
Одна и та же модель может объяснить не каждую X-образную галактику во Вселенной - каждая требует своего анализа, сказал Коттон. Но, по крайней мере, в случае с ПКС 2014-55, это одна решенная загадка космических сокровищ.