Радіогалактика TXS 2354+015 розташована на відстані 12,5 млрд світлових років від нас. Як і всі подібні системи, газ і пил, що її оточують, випромінюють багато невидимої людському оку енергії завдяки надмасивній чорній дірі, що іонізує їх. Однак науковців вразило те, наскільки потужною вона є.
Активні ядра галактик чутно у радіодіапазоні
Як повідомляє сайт phys.org, астрономи підтвердили існування потужної радіогалактики, вік якої становить майже 12,5 млрд років. Джерело, позначене як TXS 2354+015, спочатку визначили як об’єкт із високим червоним зсувом на основі характерного зниження інтенсивності оптичного випромінювання, а подальші спектроскопічні дослідження встановили його червоний зсув на рівні 4,946. Це означає, що радіогалактика перебуває дуже далеко від нас.
Коли речовина падає на надмасивну чорну діру в центрі галактики, акреційна активність, що виникає в результаті, може призвести до утворення активного ядра (АЯГ) і запускати потужні релятивістські струмені плазми, що генерують великі обсяги радіохвиль. Таку галактику називають радіогучним активним ядром галактики (РАЯГ). Енергія, яку несуть ці струмені, може впливати на зореутворення в галактиці та нагрівати газ, що її оточує.
Цей «зворотний зв’язок АЯГ» враховується в моделюванні для правильного прогнозування кількості галактик у Всесвіті. РАЯГ зазвичай вказують на розташування наймасивніших галактик та скупчень галактик, що утворилися найраніше.
Однак центральна чорна діра та прилеглі області найпотужніших РАЯГ раннього Всесвіту приховані бульбашкою пилового газу, і лише радіострумінь здатний прорватися назовні та бути безпосередньо помітним. Зокрема, дослідження 2024 року вказує на те, що 90 % цих джерел із червоним зсувом понад 3,5 можуть бути приховані в ультрафіолетовому та оптичному діапазонах. Тому їх важко виявити та підтвердити спектроскопічно.
Магазин від Universe Space Tech
Шкарпетки Космічна Капібара – Велика Капі
До товаруНайвіддаленіші радіогалактики
Домінуючий підхід до пошуку радіоджерел, який базується на виявленні незвично крутих спектрів, судячи з усього, не враховує значну частину реальної популяції. Щоб обійти цю проблему, астрономи поєднали глибоку оптичну зйомку з радіокаталогами, шукаючи галактики, світло яких демонструвало характерну ознаку «зникнення» — свідчення надзвичайної віддаленості. Цей метод відомий як техніка «Лайман-брейк»: хмари нейтрального водню, розташовані між галактикою та спостерігачем, поглинають ультрафіолетове світло, що призводить до різкого спаду спостережуваного оптичного спектра галактики за таких високих червоних зсувів.
У цій роботі команда під керівництвом Барбари Балмаверде з Астрофізичної обсерваторії INAF у Турині поєднала дані глибокої оптичної зйомки в межах програми Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program телескопа «Субару» з радіокаталогами, зокрема TGSS на частоті 150 МГц і VLASS на частоті 3 ГГц. Так науковці шукали радіоджерела, оптичні аналоги яких демонструють характерний «провал» у діапазоні червоного зсуву від 4,5 до 5,3, коли Всесвіту було від 1,1 до 1,3 млрд років.
Під час пошуків дослідники виявили цікавого кандидата — TXS 2354+015, оптичний спектр якого містив яскраво виражену лінію випромінювання Лайман-альфа. Вони перевірили червоне зміщення за допомогою другої, слабшої лінії випромінювання. На основі положення лінії випромінювання команда підтвердила червоне зміщення на рівні 4,946, що відповідає часу, коли вік Всесвіту становив менш ніж 1,2 млрд років. Це робить її другою за віддаленістю з усіх відомих радіогалактик.
Науковці також перевірили, чи не було це випадковим збігом. Точна збіжність позицій в оптичних та радіоданих, надзвичайно рідкісна радіояскравість та очікуване співвідношення між радіо- та оптичним випромінюванням підтвердили висновок, що це справжнє радіоджерело з оптичним аналогом.
Найпотужніша радіогалактика з виявлених
Коли астрономи розрахували радіопотужність галактики, виявилося, що TXS 2354+015 потужніша за будь-яку іншу відому радіогалактику з високим червоним зсувом, описану в науковій літературі. Її оцінена радіопотужність на частоті 500 МГц перевищує показник попереднього рекордсмена, виявленого під час обстеження 2008 року.
Дослідники також оцінили можливу масу материнської галактики приблизно в 2 трлн сонячних. Це робить її однією з найяскравіших відомих галактик. «Ця оцінка, безперечно, супроводжується кількома значними невизначеностями, зокрема щодо віку зоряного населення», — зазначає команда.
Науковці виявили, що TXS 2354+015 не відповідає звичайним критеріям відбору галактик з ультракрутим спектром. Її відкриття за допомогою методу оптичного зникнення підтверджує думку про те, що стандартна техніка радіовідбору є неповною і, ймовірно, пропускає значну частину справжньої популяції затьмарених радіогалактик у ранньому Всесвіті.
