Астрономы обнаружили редчайшую радиогалактику с четырьмя поколениями джетов
- J023721.13−010528.5 — первая известная радиогалактика, где сверхмассивная чёрная дыра, по-видимому, пережила четыре эпизода активности; структура простирается примерно на 1,2 Мпк.
- Возраст плазмы в горячих точках составляет от 4,5 до 20,5 млн лет; сценарий повторных вспышек оказался примерно в 3 млн раз вероятнее случайных узлов единого джета.
- Ось джетов последовательно поворачивается на 7°, 16° и 24°; авторы допускают связь этого с прецессией чёрной дыры, но причина не установлена.
Почему это важно: Крупные S-образные радиогалактики могут быть перспективными объектами для поиска других систем с многократными эпизодами активности.
Астрономы обнаружили первую радиогалактику, в которой сверхмассивная чёрная дыра, по всей видимости, пережила четыре отдельных эпизода активности. Объект J023721.13−010528.5 находится в центре скопления галактик на красном смещении 0,37183 и представляет собой гигантскую S-образную радиоструктуру длиной около 1,2 Мпк — примерно 3,9 млн световых лет. В центре галактики находится сверхмассивная чёрная дыра массой около 2,28 млрд масс Солнца.
Признаки повторных эпизодов активности обнаружены в радиодиапазонах, полученных на частотах 400 и 700 МГц с помощью модернизированного радиотелескопа uGMRT, а также в данных радиотелескопа MeerKAT на 1280 МГц и радиоастрономическим комплексом VLA на 3 ГГц. По обе стороны от центральной галактики учёные обнаружили 4 пары компактных участков повышенной радиояркости — N1–S1, N2–S2, N3–S3 и N4–S4. Они расположены почти симметрично относительно ядра, а их магнитное поле и давление соответствуют локальным максимумам в распределении параметров плазмы.
Главным аргументом в пользу четырёх различных эпизодов стал возраст излучающей плазмы. Радиоспектр постепенно становится круче по мере удаления от ядра, что соответствует старению электронов. Расчёты дали радиационные возрасты от 4,5 млн лет для ближайшего к ядру участка S1 до 20,5 млн лет для наиболее удалённого N4. Для северо-западного направления джетов возраст увеличивается от 7,5 млн лет у N1 до 20,5 млн лет у N4. Такая последовательность плохо согласуется с предположением, что все компактные компоненты являются случайными сгустками плазмы внутри единого джета.
Авторы отдельно проверили эту альтернативу. Если бы единый джет всё время оставался активным, то плазма в обнаруженных узлах должна была бы иметь близкие радиационные возрасты. Кроме того, столкновения джета с плотными облаками не обязаны создавать одинаковое число компонентов по обе стороны ядра и располагать их симметричными парами. В сравнении с моделью случайно расположенных узлов сценарий с тремя внутренними парами горячих событий оказался примерно в 3 млн раз более вероятным.
В результате всю систему интерпретировали как радиогалактику с четырьмя последовательными эпизодами активности — quadruple-double radio galaxy (QDRG).
Многочастотные радиоизображения J023721.13−010528.5. Вверху слева: полоса 3 uGMRT (400 МГц). Вверху справа: полоса 4 uGMRT (700 МГц). Внизу слева: MeerKAT (1280 МГц). Внизу справа: VLASS (3 ГГц), с врезкой, показывающей ядро и внутренние радиолепестки. Стрелками отмечены четыре парных горячих точки в каждом джете (слева направо): S4–S1 и N1–N4При этом джеты не сохраняли одно и то же направление. Если принять внутреннюю пару N1–S1 за опорную ось, то направления следующих пар смещены на 7°, 16° и 24° против часовой стрелки. Именно постепенный поворот оси формирует характерную S-образную форму радиоструктуры. Авторы связывают такую геометрию с изменением направления джета, которое может быть связано с прецессией центральной чёрной дыры, хотя сама причина поворота непосредственно не установлена в данном исследовании.
Размер системы и последовательное расположение старых и молодых горячих пятен делают её особенно интересной для изучения повторяющейся активности галактик. Наблюдаемая связь между возрастом компонентов и расстоянием от ядра может указывать на снижение мощности джета, сокращение продолжительности отдельных активных фаз или оба процесса одновременно. Авторы также отмечают, что крупные S-образные радиогалактики могут оказаться особенно перспективными объектами для поиска других систем с многократными эпизодами активности.
© iXBT
