Радіогалактика J023721.13−010528.5 — це зоряна система, оточена великими хмарами іонізованого газу, що породжують сильне випромінювання. Науковці виявили, що значна частина його породжується чотирма струменями, які викидає надмасивна чорна діра в центрі системи.
Спалахи активності радіогалактик залишають сліди
Сайт phys.org повідомляє, що астрономи виявили об’єкт, який, ймовірно, є першим представником нового класу радіогалактик, центральна чорна діра якої, судячи з усього, чотири рази випускала потужні струмені. Спостереження з високою роздільною здатністю, проведені за допомогою модернізованого радіотелескопа Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT), у поєднанні з даними, отриманими за допомогою MeerKAT та Very Large Array, дозволили виявити чотири пари радіоструктур, симетрично розташованих навколо центральної галактики.
Радіогалактики — це тип активних ядер галактик, у яких центральна надмасивна чорна діра випускає потужні струмені частинок, видимі в радіодіапазоні. Найпотужніший клас, відомий як FR II, утворює яскраві гарячі точки, де ці струмені врізаються в навколишній газ, формуючи структури, що можуть простягатися на мільйони світлових років, що робить їх одними з найбільших об’єктів у Всесвіті.
У невеликій підгрупі цих галактик типу FR II центральна чорна діра, судячи з усього, з часом активує свої струмені більше ніж один раз. Кожен спалах активності залишає після себе власну пару гарячих точок: старіші епізоди розташовуються далі від ядра галактики, оскільки в них було більше часу для поширення назовні, а новіші епізоди формуються ближче до ядра.
Галактики з двома такими епізодами відомі як радіогалактики типу «подвійний-подвійний». Існує близько 192 відомих прикладів цього підкласу. Радіогалактики типу «потрійний-подвійний» демонструють три окремі епізоди. Вони зустрічаються рідше — відомо лише сім підтверджених або ймовірних прикладів. Дотепер не було виявлено жодної галактики з чотирма підтвердженими епізодами струменевої активності.
У цьому дослідженні команда під керівництвом Павана Віяя Хадекара з Індійського інституту наукової освіти та досліджень у Пуні вивчала радіоджерело, відоме як J023721.13−010528.5, розташоване в масивній еліптичній галактиці з червоним зсувом 0,372.
Визначення «спектрального віку» пар гарячих точок
Об’єднавши радіоспостереження з трьох потужних телескопів у різних радіочастотних діапазонах, команда виявила чотири окремі пари гарячих точок, позначених як N1–N4 та S1–S4, що рухаються назовні від ядра. Вони обчислили фізичну відстань кожної гарячої точки від ядра і, виходячи з типової швидкості струменя, оцінили «кінематичний вік» кожної пари гарячих точок. Обчисливши, наскільки «радіоколір» зістарився та став більш крутим з плином часу, дослідники також визначили «спектральний вік» цих пар.
Щоб виключити альтернативне пояснення — що це можуть бути випадкові «вузли» в одному безперервно активному струмені, а не справді окремі історичні епізоди — вони також провели незалежні тести. Вузли в одному активному струмені повинні мати майже однаковий вік; окремі епізоди — мають демонструвати чітке зростання віку з відстанню.
Чотири пари гарячих точок мають спектральний вік у діапазоні від 4,5 до 20,5 млн років. Команда також виявила, що вік чітко зростає з віддаленням від ядра, що точно відповідає очікуваній закономірності для послідовних епізодів струменів, а не випадкових вузлів. Це означає, що радіовипромінювання ставало дедалі старшим від внутрішніх структур до зовнішніх.
Дослідники зазначають, що якість спостережень на південній стороні, де об’єкт слабкіший (зокрема, в зоні S3), помітно гірша, що призводить до більшої похибки та менш чітких тенденцій на цій стороні джерела у порівнянні з північним струменем.
Радіогалактика типу «чотири-подвійна» з S-подібною морфологією струменів
Далі науковці провели статистичний тест на симетрію, який показав, що пояснення у вигляді «чотирьох окремих епізодів» є приблизно в 3 млн разів імовірнішим, ніж пояснення у вигляді «випадкових вузлів».
Дослідники роблять висновок, що J023721.13−010528.5 демонструє чотири окремі епізоди струменевої активності, тобто є радіогалактикою типу «чотири-подвійна» (QDRG).
Команда також виявила, що осі послідовних пар гарячих точок обертаються проти годинникової стрілки з дедалі більшим кутом: зміщення становить −7° для N2-S2, −16° для N3-S3 та −24° для N4-S4. Це вказує на те, що вісь обертання центральної чорної діри з часом повільно «хитається».
Ця «прогресивна ротація», як зазначають дослідники, узгоджується з тим, що струмені галактики також мають S-подібну морфологію. Маючи ширину приблизно 3,9 млн світлових років (23 квадрильйони миль), це друге за величиною відоме S-подібне радіоджерело. Дослідники зазначають, що гігантські S-подібні радіогалактики можуть стати найкращим місцем для пошуку інших таких рідкісних систем із кількома епізодами.
