• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
28.03.2024, 13:31
Дарья Губина
404

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
Предстоящие мероприятия
9 февраля, 11:48
Игорь Байдов

За десятки километров от побережья Гренландии лежат скалистые острова Китсиссут, которые на первый взгляд кажутся неприступными для людей, не имеющих современных лодок и других технологий. Однако авторы нового исследования выяснили, что тысячи лет назад люди все же смогли достичь этих суровых земель. Мореплаватели каменного века не просто посещали острова — они обосновались там, совершив одно из самых длинных и опасных морских путешествий в истории древней Арктики.

7 февраля, 12:57
Редакция Naked Science

Подобно летучим мышам, ориентирующимся в темноте, человек тоже может полагаться на эхо от звуковых сигналов, например щелчков языком, чтобы оценить расстояние до объектов. Как показало новое исследование, эхолокация — это навык, которому можно научиться.

9 февраля, 09:00
ПНИПУ

Канализационный коллектор — скрытый источник загрязнения воздуха в городе. Через его вентиляционные шахты накопленный сероводород и другие агрессивные газы вместе с патогенной микрофлорой выталкиваются на поверхность при сверхплановом заполнении. Эта ядовитая смесь вредит здоровью людей и разъедает бетонные конструкции канализаций. Существующие сегодня защитные механизмы и дорогостоящие вентиляционные системы очистки имеют ограничения: конечные фильтры при достижении пиковой концентрации опасных испарений уходят в аварийный режим. Ученые ПНИПУ и компании «Вентмонтаж» разработали новое решение на основе гидрофильтра. Внедрение системы избавит воздух на 96,8% от механических примесей и на 65% снизит выброс агрессивных газов, а с помощью озонатора обеспечит полное обеззараживание.

6 февраля, 10:11
Александр Березин

В 1980-х годах большую популярность приобрела борьба с озоновыми дырами. Из-за нее хладагенты из хлорфторгулеродов заменили на аналоги из гидрофторуглеродов. Теперь ученые выяснили, что эта замена — как и следующие за ней, уже в рамках борьбы с глобальным потеплением — ведет к накоплению в атмосфере довольно опасных «вечных химикатов».

6 февраля, 16:16
Александр Березин

Группа ученых представила расчеты, по которым события в центре Млечного Пути можно объяснить без черной дыры. Правда, с физической точки зрения новое объяснение существенно более экзотично — настолько, что возникает вопрос о его соответствии бритве Оккама.

9 февраля, 13:50
Андрей Серегин

Паническое расстройство характеризуется физическим напряжением, усиленным сердцебиением и одышкой. Ученые из Бразилии нашли способ бороться с этим недугом, создавая схожее физическое напряжение, но в спокойной и контролируемой обстановке — во время физупражнений.

12 января, 15:39
Александр Березин

От рыб произошли все наземные позвоночные, включая нас, но как именно рыбы стали главным населением морей — до последнего времени оставалось неясным. Авторы новой научной работы попытались доказать, что причиной этого было вымирание, возможно, вызванное белыми ночами.

28 января, 10:50
Игорь Байдов

Международная команда палеонтологов описала новый вид динозавра размером с крупную современную птицу. Он носил на голове плотный костяной нарост, который эти животные, возможно, использовали для внутривидовых разборок. Находка показывает, что даже мелкие хищники мелового периода могли решать конфликты не только когтями и зубами, но и ударами головой.

26 января, 14:26
Александр Березин

Образцы грунта, взятые астронавтами полвека назад, вложили еще один важный кирпич в здание научной картины мира: гипотеза о том, что Земля исходно была сухой, не стыкуется с фактами. Похоже, идею о невозможности сохранения большого количества воды на «теплых» планетах придется пересмотреть.

[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