• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
28.03.2024, 13:31
Дарья Губина
407

Астрономы описали природу «спящих» активных галактик

❋ 5.6

Компактные активные радиогалактики с двухсторонними струями плазмы, извергающимися из их центра, оказались поглотителями массивных звезд. За счет накопленных данных наблюдений ученые смогли подтвердить старые гипотезы о том, что эти необычные источники — совершенно новый вид объектов.

компактный симметричный объект
Иллюстрация эволюции и формирования особого вида радиогалактик — компактных симметричных объектов. Массивная звезда подлетает к сверхмассивной черной дыре (слева), ее материя выбрасывается джетами (в середине), и концы этих джетов светятся в радиодиапазоне (справа) / © B. Saxton / NRAO/AUI / NSF

Когда в 1970-х годах исследователи изучили самые компактные, диаметром менее килопарсека (3,2 тысячи световых лет), радиогалактики, оказалось, что те ассиметричны. Из яркого центра у них исходит лишь один джет. Это открытие легло в основу изучения активных ядер галактик с джетами. Но вскоре ученые выделили подкласс необычных объектов, маленьких активных галактик с двумя джетами — компактных симметричных объектов (КСО). И вот наконец-то исследователям удалось объяснить природу этих радиоисточников.

У крупных галактик — например, Лебедя А и NGC 1052 — тоже есть двухсторонние джеты. Поэтому возникло предположение, что маленькие КСО — «зародыши» галактик с большими джетами, просто джеты растут постепенно. Также была версия, что рост джетов останавливает плотная окружающая космическая среда.

Впрочем, еще в 1980-х годах астроном Энтони Ридхед (Anthony Readhead), нашедший первые доказательства симметричности КСО, изучил спектры трех таких объектов и выдвинул гипотезу, что это совершенно новый класс радиоисточников. Возникли две версии их природы: либо это старые и медленно вращающиеся объекты, либо очень короткоживущие. Вскоре он предположил, что «подпитываются» КСО через события приливного разрушения, то есть от обломков звезды, подлетевшей слишком близко к сверхмассивной черной дыре.

К сожалению, для проверки этих предположений требовался массив данных наблюдений, которого на тот момент не было. В 2020 году Энтони Ридхед, теперь уже профессор астрономии в Калифорнийском технологическом университете (США), собрал коллег с предложением вернуться к вопросу и проверить гипотезы.

За два года группа изучила все вышедшие научные публикации по теме в поиске кандидатов в компактные симметричные объекты. Из 3125 источников они отобрали 79 настоящих КСО, из которых 15 были подтверждены впервые. Также исследователи выделили 167 высококачественных кандидатов в КСО, за которыми сейчас ведут наблюдения. И еще более тысячи кандидатов «второго класса», которые группа тоже со временем планирует проверить. В ближайшие годы ученые надеются расширить список подтвержденных КСО как минимум в три раза.

Причина такого сокращения — с трех тысяч кандидатов до 79 КСО — проста. В кандидаты эти объекты записывали по двум параметрам: наличию признаков двухстороннего джета и размеру менее одного килопарсека. Авторы нового исследования наложили два дополнительных требования, которые были указаны еще при первом описании этих объектов: низкая переменчивость (высокая стабильность) и низкая скорость джетов. Результаты этого этапа работы ученые описали в первой из трех статей, опубликованных в журнале The Astrophysical Journal.

Наблюдения, полученные комплексом радиотелескопов VLBA. На снимке две сверхмассивные черные дыры (кляксы с красной полосой). Та, что выше, вероятно, недавно поглотила массивную звезду и выбросила два джета. Сине-зеленые кляксы справа и слева — концы этих джетов / © H.L. Maness/Grinnell College

Во второй публикации авторы более пристально изучили отобранные КСО. Несколько лет назад ученые показали, что существует два класса КСО, различающихся по тому, как они излучают: с максимально ярким излучением у ядра (КСО 1s) и с пиком излучения на конце джета, где тот, видимо, сталкивается со скоплением межгалактической материи (КСО 2s). Оказалось, на КСО 1s приходится лишь пятая часть компактных симметричных объектов. Ученые сфокусировались на КСО 2s.

Сопоставив их характеристики — размеры, красное смещение и другие параметры, — авторы новой работы пришли к выводу, что более 99 процентов этих объектов точно не способны вырасти до огромных радиоисточников. Их размер не превышает 1,6 тысячи световых лет (500 парсек), а длительность существования таких джетов ограничивается пятью тысячами земных лет, что крайне мало по космическим меркам. Для сравнения: джеты Лебедя А достигают длины в 230 тысяч световых лет и держатся на протяжении десятков миллионов лет.

«Эти КСО вовсе не молодые. Вы же не назовете 12-летнюю собаку молодой, хотя она прожила гораздо меньше лет, чем взрослый человек. Это объекты другого вида, которые живут и умирают за тысячи лет вместо миллионов лет, как это обычно бывает у галактик с более крупными джетами», — объяснил Ридхед.

Снимок компактного симметричного объекта второго класса первого подкласса J1035+5628, сделанный радиотелескопом VLBA (наверху). Композитный снимок Лебедя А, на котором радиоизлучение (красное) и рентгеновское излучение (синее) наложены на оптический снимок. Действительно похожи, но менее одного процента таких КСО могут теоретически «вырастить» свои джеты / © Readhead et al (2024)

Наконец, в третьей статье ученые показали, что природу таких радиогалактик можно объяснить событиями приливного разрушения. Сопоставив разные КСО, исследователи смогли восстановить эволюцию джетов и поделить КСО 2s на три эволюционных подкласса. Необычайную «живучесть» джетов авторы объяснили вероятной массивностью разрушенных звезд. Хотя в публикации они пояснили, что на этом этапе нельзя исключить другие сценарии образования джетов. Например, нестабильности в аккреционном диске вокруг черной дыры.

«Мы думаем, что, когда разрывает звезду, вся энергия уходит в джеты по оси вращения черной дыры. Изначально гигантская черная дыра нам не видна, но, когда она поглощает звезду, — бум! — у черной дыры появляется топливо, и мы можем ее увидеть», — добавил Ридхед.

Компактные симметричные объекты интересны не только как самостоятельный вид радиогалактик, но и в качестве «лабораторий» для изучения поведения активных ядер галактик, сверхмассивных черных дыр, их аккреционных дисков и механизмов появления релятивистских джетов. Новые обзоры неба с более чувствительными инструментами позволят найти более тусклые КСО.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Дарья Губина
Автор специализируется на популяризации астрономии и астрофизики. Пишет о строении Вселенной, космологических теориях и новых открытиях, раскрывая суть явлений и идей современного научного знания.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
4 июля, 09:30
Любовь С.

Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.

4 июля, 17:28
Evgenia Vavilova

Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.

3 июля, 12:20
Татьяна Зайцева

Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?

28 июня, 15:51
Александр Березин

На протяжении десятилетий Тель-Авив воздерживался от этого шага, чтобы не испортить отношения с Турцией. Но после действий Израиля 2023-2026 годов официальная Анкара, как и множество государств мира, неоднократно осуждала Израиль, из-за чего изменилась и его позиция по геноциду.

29 июня, 13:56
ЮФУ

Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.

1 июля, 09:42
Игорь Байдов

Авторы нового исследования провели сравнительный анализ видов паукообразных и выяснили, какие эволюционные и биомеханические факторы делают одних пауков быстрыми, а других — медленными. Параллельно ученые выделили из этой группы рекордсмена по скорости перемещения.

10 июня, 11:51
Александр Березин

Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.

25 июня, 16:20
Любовь С.

Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.

25 июня, 15:09
Марк Чернов

Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий