Международная группа радиоастрономов и экспертов во внегалактической астрофизике представила результаты масштабного анализа аномальных радиоисточников. Используя данные второго релиза обзора LOFAR Two-Metre Sky Survey или LoTSS DR2, учёные создали крупнейший однородный каталог радиогалактик с морфологией «крыльев».
Это позволило увеличить количество известных объектов данного класса в три раза по сравнению с предшествующими высокочастотными наблюдениями, достигнув показателя 0,18 источника на квадратный градус. Всего исследователи выявили 621 подтверждённую радиогалактику с крыльями и 403 кандидата.
Главным технологическим прорывом стала уникальная чувствительность интерферометра LOFAR к диффузному низкочастотному излучению. Предыдущие исследования базировались преимущественно на данных обзора FIRST на частоте 1,4 ГГц. Однако вторичные лопасти, образующие так называемые «крыльями», заполнены состаренной плазмой, которая стремительно теряет энергию на высоких частотах. Наблюдения LOFAR на центральной частоте 144 МГц с разрешением 6 угловых секунд и чувствительностью около 100 микроянских на луч позволили зафиксировать это излучение.
Таким образом исследователи преодолели эффект селекции по частоте и заглянули гораздо дальше в космологическое прошлое. Медианное красное смещение новой выборки составило z = 0,52, что вдвое превышает показатели предыдущих каталогов на базе обзора FIRST.
Радиогалактики с «крыльями» традиционно делятся на два подкласса в зависимости от геометрии выбросов. X-образные источники формируются, когда вторичные лопасти исходят из внутренней четверти длины первичного джета относительно активного ядра. Z-образные структуры возникают при смещении точки истечения к периферии. В новой выборке преобладают X-образные объекты. Спектральный анализ подтвердил разницу в их физической природе: средний двухточечный спектральный индекс в диапазоне от 144 МГц до 1,4 ГГц составил –0,84, но у X-образных структур он падает до –0,86. Такой крутой спектр указывает на более старую и диффузную плазму по сравнению с Z-образными источниками, чей индекс равен –0,80.
Морфологическая сегрегация выявила жёсткую привязку аномальных форм к мощным радиоисточникам. Согласно дихотомии Фанароффа-Райли, 88% идентифицированных объектов относятся к классу FR-II, характеризующемуся яркими краями лопастей, а среди X-образных галактик их доля достигает 95%. Самым интригующим открытием стал тот факт, что около 16% обнаруженных источников имеют линейный размер более 0,7 мегапарсека, что классифицирует их как гигантские радиогалактики. Это прямо указывает на глубокую взаимосвязь между механизмами перенаправления плазменных потоков и процессами экстремального роста внегалактических структур.
Исследование проведено международной коллаборацией радиоастрономов из Национальной астрономической обсерватории Китая, Сямэньского университета, Университета Николая Коперника в Польше и Университета Джадавпура в Индии. Их работа не только предоставляет критическую статистическую базу для проверки теоретических моделей эволюции активных ядер галактик, но и закладывает прочный методологический фундамент для грядущих глобальных миссий, включая проекты радиотелескопа SKA и китайской орбитальной обсерватории CSST.