|
Черные дыры замечены во время слияния галактик
|
|
|
|
Астрономы подтвердили существование первой известной тройной системы, в которой все три галактики содержат активно питающиеся сверхмассивные черные дыры с радиояркостью. Система занесена в каталог как J1218/1219+1035, расположена на расстоянии около 1,2 миллиарда световых лет от Земли и содержит три взаимодействующие галактики, центральные сверхмассивные черные дыры которых активно накапливают вещество и ярко светятся в радиорежиме.
|
|
|
|
Наблюдения с высоким разрешением, проведенные с помощью очень большого массива данных Национального научного фонда США (NSF VLA) и очень длинного базового массива Национального научного фонда США (NSF VLBA), выявили компактные радиоядра, излучающие синхротронное излучение, в каждой галактике, подтверждая, что все три активных ядра галактик (AGN) питаются растущими черными дырами. Это делает J1218/1219+1035 первой подтвержденной "тройной радиосистемой AGN" и только третьей известной системой с тройным радиоизлучением в близлежащей Вселенной.
|
|
|
|
Три галактики в J1218/1219+1035 были захвачены в процессе слияния с расстояниями между ядрами примерно в 22 и 97 тысяч световых лет, образуя динамически связанную группу, приливные особенности которой прослеживают их взаимное взаимодействие. Такие тройные системы являются ключевым, но редко наблюдаемым предсказанием иерархической эволюции галактик, в которой крупные галактики, такие как Млечный Путь, растут, постоянно сталкиваясь и сливаясь с меньшими спутниками.
|
|
|
|
|
|
|
Благодаря тому, что новые наблюдения позволили зафиксировать три активно питающиеся черные дыры в одной и той же группе сливающихся галактик, они стали отличной лабораторией для проверки того, как столкновения с галактиками приводят к скоплению газа в центрах галактик и ускоряют рост черных дыр.
|
|
|
|
Первоначально J1218/1219+1035 была отмечена как необычная система с использованием данных в среднем инфракрасном диапазоне, полученных с помощью широкоугольного инфракрасного телескопа НАСА (WISE), которые позволили предположить, что по меньшей мере два скрытых объекта AGN скрываются во взаимодействующей паре галактик. Последующая оптическая спектроскопия подтвердила наличие AGN в одном ядре и выявила "сложную" сигнатуру в другом, но оставила неясной истинную природу третьей галактики, поскольку ее излучение также могло быть вызвано звездообразованием или ударами.
|
|
|
|
Только благодаря новым сверхчетким радиоизображениям, полученным с помощью VLA - на частотах 3, 10 и 15 ГГц, — астрономы обнаружили компактные радиоядра, точно выровненные по всем трем оптическим галактикам, продемонстрировав, что в каждой из них находится яркое радиоизлучение AGN, которое, вероятно, вызывает небольшие струи или выбросы.
|
|
|
|
Радиоспектры трех ядер показывают признаки, соответствующие нетепловому синхротронному излучению AGN, включая два источника с типичными крутыми спектрами и третий с еще более крутым спектром, который может указывать на неразрешенную реактивную активность. Наблюдения VLBA, хотя и не выявили компактного ядра в масштабе миллисекунд, установили предел яркостной температуры для центральной галактики, который превышает то, что ожидается только от звездообразования, что еще больше подтверждает происхождение радиоизлучения от AGN.
|
|
|
|
В совокупности эти измерения подтверждают, что J1218/1219+1035 - это не просто тройная галактика, а уникальная по своей радиоактивности, в которой все три черные дыры одновременно "светятся" на радио-небе.
|
|
|
|
"Тройные активные галактики, подобные этой, невероятно редки, и обнаружение одной из них в середине слияния дает нам возможность понять, как массивные галактики и их черные дыры растут вместе", - сказала доктор Эмма Шварцман из исследовательской лаборатории Военно-морских сил США, руководитель исследования, опубликованного в Astrophysical Journal Letters.
|
|
|
|
"Наблюдая, что все три черные дыры в этой системе обладают радиояркостью и активно испускают струи, мы превратили теорию тройного радиоизлучения AGN в реальность и открыли новое окно в жизненный цикл сверхмассивных черных дыр".
|
|
|
|
Чтобы охарактеризовать J1218/1219+1035, команда использовала VLA в конфигурации A с самым высоким разрешением, что позволило получить субдуговое изображение на нескольких частотах, чтобы выделить радиоядро каждой галактики. Дополнительные наблюдения VLBA на частоте 4,9 ГГц позволили установить ограничения в масштабе миллисекунд на компактность и яркостную температуру центрального источника.
|
|
|
|
В ближайшее время планируется получить изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и рентгеновские наблюдения, чтобы более детально отобразить приливные структуры галактик и исследовать высокоэнергетический выброс каждой сверхвысокочастотной звезды, создавая более полную картину этой редкой тройной системы.
|
|
|
|
Поскольку на местном уровне известны только две другие подтвержденные тройные системы AGN, расширение выборки таких объектов имеет решающее значение для понимания того, как часто множественные черные дыры взаимодействуют и в конечном итоге сливаются.
|
|
|
|
Открытие J1218/1219+1035 подчеркивает возможности сочетания селекции в среднем инфракрасном диапазоне с чувствительными радиоизображениями высокого разрешения для выявления сложных систем AGN, которые могут быть скрыты или неоднозначны на оптических и рентгеновских длинах волн. Исследователи предполагают, что будущие исследования и целенаправленное наблюдение с помощью таких устройств, как VLA и VLBA, будут необходимы для выявления большего количества тройных галактик AGN и отслеживания того, как тройные черные дыры формируют рост галактик с течением космического времени.
|
|
|
|
Источник
|
