На окраинах группы галактик обнаружено аномально малое радиокольцо
Международная коллаборация исследователей-астрофизиков под руководством Марии Полетта (Maria Polletta) из Национального института астрофизики Италии (INAF) объявила об открытии аномального радиоисточника J1248+4826, принадлежащего к редкому классу «необычных радиоколец» (Odd Radio Circles, ORCs). Объект, обнаруженный в рамках глубокого обзора неба LoTSS, обладает рекордно малым размером центрального кольца — всего 30 килопарсек, что в 5 раз меньше типичных габаритов подобных структур. Это открытие доказывает существование целой популяции малых колец, которые ранее ускользали от внимания учёных из-за несовершенства алгоритмов поиска и инструментальных ограничений.
Объект J1248+4826 выделяется не только компактностью, но и сложной «двухслойной» морфологией: плотное внутреннее кольцо погружено в разреженную диффузную оболочку, простирающуюся на 100 килопарсек. Используя данные низкочастотного радиоинтерферометра LOFAR, работающего на экстремально длинных волнах, астрофизики зафиксировали «старое» радиоизлучение, которое практически неразличимо на высоких частотах. Анализ показал, что эта структура не является результатом текущей активности чёрной дыры или взрыва сверхновой, а представляет собой эффект ископаемой плазмы — облаков релятивистских электронов, выброшенных галактиками миллионы лет назад и вновь начавших светиться под воздействием внешнего сжатия.
Атлас радиоисточника J1248+4826. На представленном снимке совмещены данные оптического обзора DESI и радиокарты телескопа LOFAR. Изображение охватывает участок неба размером 8×8 угловых минут. Оптический фон: звёзды и отдалённые галактики в естественных цветах. Синий цвет соответствует g-диапазону, зелёный — r-диапазону, а красный — инфракрасному z-диапазону. Радиоизлучение (зелёные контуры): тонкие зелёные линии поверх снимка — это данные LOFAR на частоте 144 МГц. Они показывают интенсивность радиоизлучения: чем гуще линии, тем мощнее сигнал. Именно эти контуры очерчивают структуру аномального радиокольца и его оболочку. Ключевые ориентиры: две яркие радиогалактики. На снимке отмечены массивные звёздные системы, активно излучающие в радиодиапазоне. Одна из них — массивная эллиптическая галактика (ETG) на расстоянии около 2,5 миллиардов световых лет (z=0,196), другая — спиральная галактика с активным звездообразованием, расположенная гораздо ближе к нам (z=0,042). Группа галактик: белая стрелка указывает на центр гравитационного объединения галактик, расположенного на значительном удалении (z ~0,46). Именно физические процессы внутри подобных групп, по мнению учёных, порождают «шоковые волны», заставляющие старую плазму снова светиться. Источник: Wen & HanДля раскрытия природы объекта учёные провели многоволновой синтез данных, объединив радиокарты с архивными снимками космического телескопа «Спитцер» (Spitzer) и обзора тёмной энергии DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument). Выяснилось, что радиокольцо локализовано в динамически активной группе из 11 галактик на красном смещении z ~0.2. Ключевой загадкой стало положение предполагаемой родительской галактики: в отличие от большинства известных радиоколец, где массивная звёздная система находится строго в геометрическом центре, здесь она заметно смещена к краю структуры. Это указывает на сложный сценарий формирования, не связанный с прямым взрывом в ядре галактики.
Наиболее вероятной моделью возникновения J1248+4826 физики признали прохождение мощной ударной волны через межгалактическое пространство. Согласно расчетам Элисон Койл (Alison L. Coil) из Калифорнийского университета в Сан-Диего и её коллег, ударная волна с числом Маха от 2.0 до 3.3 «столкнулась с пузырём древней плазмы, сформировав вихревую кольцевую структуру». Этот процесс сродни тому, как кольцо дыма приобретает чёткую форму и дополнительную энергию при резком толчке воздуха, только в масштабах целого галактического скопления.
Открытие J1248+4826 в современной внегалактической астрономии указывает на наличие серьёзного «эффекта выборки»: до сих пор учёные видели лишь «титанов» среди радиоколец, игнорируя более компактные системы. Данная работа подтверждает, что межгалактическая среда наполнена «призраками» прошлых активностей чёрных дыр, которые могут быть внезапно проявлены ударными процессами. В будущем использование строящихся мега-установок, таких как радиоинтерферометр SKA (Square Kilometre Array), который станет крупнейшим в мире радиотелескопом, позволит превратить подобные кольца в высокоточные датчики для измерения плотности газа и силы гравитационных взаимодействий в самых отдалённых уголках Вселенной.
© iXBT
