|
Выбросы черных дыр подобны космическому вулкану
|
|
|
|
Когда астрономы смотрят в космос, они видят сверхмассивные черные дыры (SMBH) в двух разных состояниях. В одном состоянии они бездействуют. Они активно накапливают лишь небольшое количество вещества и испускают очень слабое излучение. С другой стороны, они более активно накапливают вещество и испускают чрезвычайно мощное излучение. Обычно их называют активными ядрами галактик (AGN).
|
|
|
|
Сверхновые излучают из своих аккреционных дисков. Когда сверхновая притягивает к себе вещество, оно собирается в аккреционном диске. Вещество нагревается и испускает оптическое и ультрафиолетовое излучение. У AGN также могут быть горячие короны из материала над дисками, которые могут испускать рентгеновские лучи.
|
|
|
|
Но иногда AGN также испускают релятивистские струи в противоположных направлениях от своих дисков. Их иногда называют радиоструями, потому что их легче всего обнаружить и наблюдать в радиоизлучении, даже несмотря на то, что они излучают энергию во всем спектре.
|
|
|
|
Эти струи могут включаться и выключаться, и астрофизики не уверены, почему. Изменения скорости аккреции кажутся вероятной причиной, но также могут быть задействованы магнитные поля и вращение черной дыры.
|
|
|
|
Но новое исследование дает иной взгляд на SMBH и их эпизодические струи. Ученые нашли возможность изучить, как эти струи ведут себя внутри скоплений галактик. Статья называется "Исследование рабочего цикла AGN и морфологии, управляемой скоплениями, в гигантской эпизодической радиогалактике" и опубликована в ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества. Ведущим автором является Шобха Кумари, аспирант и ведущий научный сотрудник городского колледжа Миднапора в Харагпуре, Индия.
|
|
|
|
|
|
|
"На эволюцию морфологии радиоструи и ее энергетики значительное влияние оказывает окружающая среда, в которой находится галактика-хозяин", - пишут авторы. "Поскольку гигантские радиогалактики (GRG) часто достигают размеров целых скоплений галактик (Mpc) и выходят за их пределы, они являются подходящим классом объектов для изучения взаимодействия струи и внутрикластерной среды".
|
|
|
|
Статья посвящена J1007+3540 (далее - 3540), GRG внутри скопления галактик. Исследователи исследовали GRG в многоволновом диапазоне. 3540 производит струи намагниченной плазмы, которые излучают радиоволны. Он уникален тем, что исследователи обнаружили свидетельства включения и выключения этих струй.
|
|
|
|
"Источник демонстрирует явные признаки повторяющейся реактивной активности - одностороннюю, вытянутую, похожую на хвост диффузную структуру с морфологическим разрывом в хвосте", - пишут авторы. "Предполагаемый радиационный возраст внутренних долей и внешней северной доли составляет 140 и 240 миллионов лет соответственно".
|
|
|
|
Эти особенности являются явным свидетельством наличия эпизодических струй. Яркая внутренняя струя только включается, в то время как кокон более старой, выцветшей плазмы от предыдущих струй находится дальше.
|
|
|
|
Внешняя северная доля имеет "искаженную сигнатуру обратного потока", направленную на юго-восток, что является еще одним свидетельством взаимодействия с окружающим скоплением. "Такой обратный поток плазмы часто наблюдается, когда радиоструи сталкиваются с плотной окружающей средой, в результате чего материал лепестка отклоняется и перенаправляется в сторону от оси струи", - пишут исследователи.
|
|
|
|
"Внутренние доли моложе, их радиационный возраст составляет 140 млн лет", - объясняют авторы. "Внешняя северная доля выглядит значительно старше, ее радиационный возраст составляет 240-260 млн лет. Это резкое различие позволяет предположить, что внешняя северная доля является реликтом предыдущего цикла реактивной активности, в то время как внутренние доли являются результатом более поздней фазы реактивной активности AGN".
|
|
|
|
"Это все равно, что наблюдать за извержением космического вулкана после долгих лет затишья — за исключением того, что этот вулкан достаточно велик, чтобы создать структуры, простирающиеся почти на миллион световых лет в космосе", - сказала ведущий автор Кумари в пресс-релизе. "Это драматическое наслоение молодых струй внутри старых, истощенных лепестков является характерной чертой эпизодической AGN — галактики, центральный двигатель которой постоянно включается и выключается в космических масштабах времени".
|
|
|
|
3540 не одинока в космосе. Она находится внутри скопления галактик и, следовательно, окружена внутрикластерной средой (ICM). ICM - это сверхнагретая плазма, которая нагревается либо плазменными струями из AGN, либо в результате слияния скоплений, либо и тем, и другим. Плазма в ICM формирует как старые, так и новые струи.
|
|
|
|
"J1007+3540 является одним из самых ярких и впечатляющих примеров эпизодической сверхвысокочастотной сверхзвуковой волны с взаимодействием струи с кластером, когда окружающий горячий газ изгибает, сжимает и деформирует струи", - сказал соавтор исследования доктор Сабьясачи Пал, также из городского колледжа Миднапора.
|
|
|
|
Авторы утверждают, что галактика-хозяин является эволюционировавшей эллиптической галактикой с интенсивным пылевым поглощением. Их наблюдения показывают, что у нее, вероятно, есть активный, хотя и скрытый центральный двигатель. "Эти условия согласуются с заправкой, вызванной слиянием, или эпизодом обновленной аккреции, потенциально связанным с наблюдаемым перезапуском струи", - объясняют они.
|
|
|
|
Галактика 3540 является важной с научной точки зрения, поскольку она дает астрофизикам возможность изучить, как включаются и выключаются реактивные двигатели и как они взаимодействуют со своим окружением. Это иллюстрирует тот факт, что галактики не обязательно растут мирно. Вместо этого 3540 вовлечена в энергичную, хаотичную борьбу с галактическим скоплением, членом которого она является.
|
|
|
|
"Морфологические асимметрии, изгиб струи, обратный поток плазмы, эпизодическая активность AGN, большой хвост рассеянного излучения с морфологическим разрывом, спектральные градиенты и возрастное распределение излучения в совокупности указывают на сложную историю взаимодействия струи и ICM и возможный процесс повторного ускорения, происходящий в окрестностях J1007+3540," - пишут авторы в своем заключении.
|
|
|
|
Чтобы узнать больше, в будущем необходимы глубокие многоволновые исследования.
|
|
|
|
"Эти результаты подчеркивают важность будущих глубоких многоволновых исследований, включая рентгеновские, оптические и многоволновые радионаблюдения, для дальнейшего изучения динамики и энергетики этого интересного источника", - заключают авторы.
|
|
|
|
Источник
|
