В галактике NGC 4217 обнаружен гигантский радиопузырь

Международная группа учёных провела радиоастрономические наблюдения за галактикой NGC 4217, в которой происходит активное звездообразование. В ходе исследования был обнаружен большой радиопузырь в гало этой галактики. Результаты исследования опубликованы в статье, доступной на сайте arXiv: https://arxiv.org/abs/2409.15449.

Галактика NGC 4217 расположена на расстоянии около 61,6 миллиона световых лет от Земли и является ближайшей к нам спиральной галактикой, повёрнутой к нам боком, в которой происходит активное формирование звёзд. Предыдущие исследования показали наличие в ней десятков пылевых структур различной формы, которые поглощают излучение. Также было обнаружено радиогало, простирающееся на 16 000 световых лет от диска галактики.

Радиоизлучение в гало NGC 4217. Слева: На фоновой карте серого цвета показано радиоизлучение VLA на частоте 3 ГГц с угловым разрешением 7 угловых секунд. Контурные линии показывают уровни распределения 2𝜎, 3𝜎 и 5𝜎 на частоте 144 МГц (красный, зеленый и синий), наблюдаемые с помощью LOFAR при угловом разрешении 20 угловых секунд. Из данных были вычтены неопределённые источники. Справа: радиоизлучение LOFAR в непрерывном спектре на частоте 144 МГц с усиленным диффузным излучением при угловом разрешении 20 угловых секунд. Контурная линия находится на уровне 320μJy beam−1 с разрешением 40 угловых секунд, что соответствует 0.8𝜎. Сложные фоновые источники были удалены. Цветное излучение показывает поляризованную интенсивность при разрешении примерно 9 угловых секунд на частоте 3 ГГц, наблюдаемую с помощью VLA. Соответствующие векторы показывают ориентацию магнитного поля (длина вектора пропорциональна интенсивности поляризации). Толстыми серыми линиями показана предполагаемая форма переноса электронов космических лучей в сверхгалактике.

Команда астрономов под руководством Фолькера Хизена из Гамбургского университета использовала Очень Большую Антенную Решётку VLA и низкочастотную радиоинтерферометрическую сеть LOFAR для более детального изучения NGC 4217 в радиодиапазоне.

«Мы представляем новые наблюдения в рамках программы CHANGES (Continuum HAloes in Nearby Galaxies — Непрерывные гало в близлежащих галактиках) объекта NGC 4217 в S-диапазоне (2–4 ГГц), которые мы объединяем с архивными данными обзора неба LoTSS-DR2 (LOFAR Two-meter Sky Survey data release 2) на частоте 144 МГц», — пишут исследователи в статье.

Наблюдения показали значительное расширение радиоизлучения в северо-западном ореоле NGC 4217. Дальнейший анализ позволил команде Хизена обнаружить ранее не замеченный очень протяжённый тусклый компонент.

Изображения демонстрируют, что этот компонент имеет форму расширяющегося пузыря, простирающегося на 65 000 световых лет от звездообразующего диска галактики. Излучение усиливается вдоль стенок радиопузыря с небольшим углублением в центре. Северо-восточный край пузыря особенно выделяется, и собранные изображения указывают на наличие с этой стороны оболочки.

Спектральный индекс в радиодиапазоне от 144 до 3000 МГц, представлен в ложных цветах в разрешении 7 угловых секунд. Спектральный индекс в астрономии показывает зависимость потока излучения от частоты излучения

Исследование показало, что высоты шкалы радиопузыря составляют 19 200 и 9 400 световых лет на частотах 144 МГц и 3 ГГц соответственно. Это значительно превышает типичные высоты радиопузырей в галактиках, повёрнутых к нам ребром. Общая напряжённость магнитного поля пузырька в NGC 4217 составляет около 11 мкГс.

На краю пузыря скорость ветра возрастает примерно с 300 до 600 км/с, что соответствует скорости убегания NGC 4217. Это предполагает, что пузырь мог быть раздут примерно на 10% от кинетической энергии, выделяемой сверхновыми за период активности в 35 000 лет. Однако исследователи отмечают, что не вся кинетическая энергия используется для раздувания пузыря, так как особо крупные частицы могут быть унесены за пределы пузыря.