Показано первое в мире фото мощной струи, возникающей при столкновении галактик
AstroNews.ru - 08 Апреля 2020 14:22:11
Группа исследователей из Клемсонского университетского научного колледжа в сотрудничестве с зарубежными коллегами сообщила о первом окончательном обнаружении релятивистской струи, возникающей от двух сталкивающихся галактик, - по сути, первое фотографическое доказательство того, что слияние галактик может создавать струи заряженных частиц, которые перемещаются почти со скоростью света.
Кроме того, ученые ранее обнаружили, что эти джеты могут быть обнаружены в галактиках эллиптической формы, которые могут образоваться в результате слияния двух спиральных галактик. Теперь у них есть изображение, показывающее формирование струи от двух молодых спиральных галактик.
«Впервые мы обнаружили две галактики спиральной или дискообразной формы на пути к столкновению, в результате которого возникла зарождающаяся небольшая струя, которая только начала свою жизнь в центре одной из галактик», - сказала Вайдехи Палия, бывший исследователь и ведущий автор выводов, опубликованных в Астрофизическом журнале 7 апреля 2020 года.
Статья называется «TXS 2116-077: Релятивистская струя, испускающая гамма- излучение при слиянии галактик» (TXS 2116-077: A gamma-ray emitting relativistic jet hosted in a galaxy merger). В дополнение к Палии, которая в настоящее время работает в Deutsche Elektronen Synchrotron (DESY) в Германии, в число других авторов входят доцент Марко Аджелло, профессор Дитер Хартманн и адъюнкт-профессор Стефано Маркези с кафедры физики и астрономии.
Тот факт, что струя очень молода, позволил исследователям ясно увидеть его хозяина.
По словам Аджелло, мы много раз представляли себе галактические столкновения. Но он и его коллеги первыми обнаружили две галактики, сливающиеся там, куда на нас направила полностью сформированная струя, хотя и очень молодая, а следовательно, еще не настолько яркая, чтобы ослепить нас.
«Как правило, струя излучает свет, который настолько силен, что мы не можем видеть галактику за ним», - сказал Маркези. «Это все равно что пытаться смотреть на объект, а кто-то направляет яркий фонарь в ваши глаза. Все, что вы можете видеть, - это фонарик. Этот реактивный двигатель не такой мощный, поэтому мы хорошо можем видеть галактику - там, где она рождается».
Джеты - самые мощные астрофизические явления во вселенной. Они могут излучать во вселенную больше энергии за одну секунду, чем наше солнце будет производить за всю свою жизнь. Эта энергия находится в форме излучения, такого как интенсивные радиоволны, рентгеновские и гамма-лучи.
«Джеты являются лучшими ускорителями во Вселенной, гораздо лучше, чем суперколлайдеры, которые есть на Земле», - сказал Хартманн, имея в виду ускорители, используемые в исследованиях физики высоких энергий.
Считалось, что джеты рождаются от более старых галактик эллиптической формы с активным ядром галактики (AGN), представляющим собой сверхмассивную черную дыру, которая находится в ее центре. Ученые считают, что все галактики имеют центрально расположенные сверхмассивные черные дыры , но не все они являются AGN. Например, массивная черная дыра нашего Млечного Пути находится в состоянии покоя.
Ученые предполагают, что AGN увеличиваются за счет гравитационного втягивания газа и пыли в процессе, называемом аккрецией. Но не вся эта материя попадает в черную дыру. Некоторые частицы становятся ускоренными и выбрасываются наружу в виде узких пучков в виде струй.
«Трудно выбить газ из галактики и достичь ее центра», - объяснил Аджелло. «Вам нужно что-то, чтобы немного встряхнуть галактику, чтобы заставить газ туда попасть. Слияние или столкновение галактик - это самый простой способ переместить газ, и если газа будет достаточно, то сверхмассивная черная дыра станет чрезвычайно яркой» и потенциально может заработать реактивный джет».
Аджелло полагает, что снимок команды запечатлел две галактики, галактику Seyfert-1, известную как TXS 2116-077, и другую галактику аналогичной массы.
«В конце концов весь газ будет выброшен в космос, а без газа галактика не сможет больше образовывать звезды», - сказал Аджелло. «Без газа черная дыра отключится, а галактика будет бездействовать».
Спустя миллиарды лет наш собственный Млечный Путь сольется с близлежащей галактикой Андромеда.
«Ученые провели подробное численное моделирование и предсказали, что это событие может в конечном итоге привести к образованию одной гигантской эллиптической галактики», - сказала Палия. «В зависимости от физических условий, он может выпустить релятивистскую струю, но это в далеком будущем».
Команда сделала этот снимок с помощью одного из крупнейших наземных телескопов в мире - 8,2-метрового оптического инфракрасного телескопа Subaru, расположенного на вершине горы на Гавайях. Они провели последующие наблюдения с помощью телескопа Gran Telescopio Canarias и Уильяма Гершеля на острове Ла-Пальма у побережья Испании, а также с помощью космического телескопа НАСА Chandra X-Ray Observatory.