• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
28.03.2024, 13:31
Дарья Губина
403

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.
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
19 ноября, 10:09
ПНИПУ

Пока традиционные месторождения Западной Сибири постепенно истощаются, будущее российской нефтедобычи все больше связывают с новыми центрами — суровыми регионами Восточной Сибири и Арктики. Однако нефть в таких условиях напоминает скорее холодный деготь, чем текучее «черное золото» традиционных скважин. Чтобы заставить ее двигаться к скважине, требуется прогревать целые нефтяные залежи прямо в недрах земли — например, закачивая в них горячий пар. Но в условиях вечной мерзлоты этот процесс напоминает отопление дома с открытыми настежь окнами: большая часть тепла тратится впустую, при растапливая многолетнемерзлые породы. Это грозит обвалом скважины, поломкой оборудования и крупными экологическими авариями в уязвимых северных экосистемах. Решение нашли ученые Пермского Политеха, создавшие виртуальный двойник скважины с точностью прогноза 95%. Разработка позволит рассчитать идеальный режим прогрева, который растопит нефть, но сохранит мерзлоту — и защитит скважину от разрушения.

18 ноября, 11:58
ПНИПУ

От стабилизации сердечного ритма до точности космических аппаратов — везде требуется кварц. Этот хрупкий минерал незаменим при производстве процессоров смартфонов, оптических элементов лазерных систем, деталей космической техники, медицинских кардиостимуляторов и ультразвуковых датчиков. Он используется в волоконно-оптических линиях связи, высокоточных научных приборах и защитных стеклах космических аппаратов. Мировой рынок этого универсального минерала уверенно растет: при текущей оценке в 7,31 миллиарда долларов и рыночной стоимости в 1,2 миллиарда долларов в 2024 году, к 2029 году его объем достигнет 8,98 миллиарда долларов. Однако его обработка остается сложным вызовом для высокотехнологичных отраслей: малейшая ошибка при сверлении ведет к сколам, трещинам и браку дорогостоящих компонентов. Ученые ПНИПУ разработали одно из первых в мире готовых решений для сверления хрупкого кварца. Результаты уже сейчас позволяют производителям сократить время обработки на 40%, снизить процент брака и заменить дорогие импортные аналоги эффективной отечественной разработкой.

18 ноября, 15:38
Адель Романова

На Луне нет свободного кислорода, а значит, и окисленного железа там быть не должно. Меж тем оно в лунном грунте есть, и это недавно подтвердилось после анализа образцов, доставленных китайской миссией «Чанъэ-6». Планетологи заподозрили, что лунные «ржавые» минералы — последствия астероидных ударов.

18 ноября, 12:36
Игорь Байдов

Согласно учебникам истории, в бронзовом веке в казахской степи кочевали лишь немногочисленные племена со своими стадами. Но в начале 2000-х там обнаружили древнее поселение с остатками крупных домов, которое могло быть административным либо культурным центром. Это навело ученых на мысль, что жизнь в степи складывалась куда сложнее и была более организованной, чем предполагалось. Международная команда ученых представила новые результаты исследования этого поселения и выяснила, что на самом деле оно представляло собой крупнейший в этом регионе протогородской центр с масштабным производством оловянистой бронзы.

15 ноября, 21:54
Редакция Naked Science

Ю-Цон Тан (YuCong Tang) — концептуальный художник из Китая. Научно-фантастические мотивы — одно из основных направлений его творчества. Он исследует, как научные открытия и технологии будущего трансформируют среду обитания.

15 ноября, 10:10
Любовь С.

Наблюдая за сверхновой 2024 ggi спустя всего 26 часов после вспышки, астрономы напрямую определили форму ударной волны в момент ее прорыва из звезды. Открытие позволит уточнить механизмы гибели массивных светил и может привести к пересмотру существующих моделей возникновения сверхновых.

25 октября, 10:40
Любовь С.

Проанализировав данные наблюдений, полученных с помощью наземных обсерваторий за последние два десятилетия, астрономы обнаружили потенциально обитаемый мир — суперземлю Gliese 251 c (GJ 251 с). Планета обращается вокруг красного карлика на расстоянии около 18 световых лет от Земли и считается одним из самых перспективных кандидатов для поисков жизни.

8 ноября, 18:29
Адель Романова

По расчетам, большинство «гостей» из других звездных систем летят к Земле примерно со стороны созвездия Геркулес. Скорее всего, они время от времени падают на нашу планету, просто мы еще не научились это замечать. Как удалось вычислить, чаще всего они должны падать зимой и где-то в окрестностях экватора.

24 октября, 14:02
РТУ МИРЭА

В современном доме, насыщенном разнообразной техникой, удлинители стали незаменимым атрибутом, позволяющим обеспечить электропитанием все необходимые устройства. Однако мало кто задумывается, что привычное использование этого аксессуара может нести серьезную угрозу безопасности. По статистике, значительная часть бытовых пожаров происходит из-за неправильной эксплуатации электропроводки и вспомогательных устройств. Какие приборы категорически нельзя подключать через удлинители и почему это может привести к трагическим последствиям, рассказывает профессор кафедры наноэлектроники РТУ МИРЭА, доктор физико-математических наук Алексей Юрасов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно