Международная группа астрофизиков исследовала молекулярный газ северного ядра сверхмощной инфракрасной галактики Mrk 273 — оказалось, что в ней два диска и труднообъяснимое соотношение молекул. Ученые направили результаты своей работы для публикации в журнале Astronomy & Astrophysics, препринт доступен на arXiv.org. Полученные данные помогут определить физические характеристики и химической состав как диска галактики, так и истекающего с него вещества.
Новый класс галактик - сверхъяркие инфракрасные галактик (Ultraluminous Infrared Galaxy – ULIRG) был открыт около 30 лет назад. Они очень ярки в инфракрасной части спектра, где их светимость достигает десяти триллионов солнечных, и зачастую не видны в оптическом диапазоне. Многие ULIRG имеют явные следы слияния и вызванного этим взрыва звездообразования, однако детальное изучение их свойств еще не завершено.
Группа астрономов под руководством Ребекки Аладро из Радиоастрономического института Макса Планка использовала совместные данные двух телескопов – радиоинтерферометра NOEMA, расположенного во французских Альпах, и космической обсерватории Гершель. Первый инструмент работает в субмиллиметровом/радио диапазоне, а второй – в далеком инфракрасном. Объединение наблюдений позволило изучить распределение различных молекул и их скорости в центральной части галактики Mrk 273 (аббревиатура Mrk означает, что галактики являются Маркаряновскими – имеют сильное излучение в ультрафиолетовой части спектра и были впервые обнаружены советским астрофизиком Вениамином Маркаряном). Выяснилось, что диск галактики не представляет из себя единого целого – его более холодная и протяжённая часть вращается в направлении с юго-востока на северо-запад, в то время как горячая компонента диска, которая, судя по всему, образована выбросами газа из ядра галактики, где идет звездообразование, вращается перпендикулярно ему – с северо-востока на юго-запад.
Что касается истекания вещества с диска, то был обнаружен компактный выброс молекулярного газа, который летит из центра диска со скоростью около тысячи километров в секунду на расстояние около полутора тысяч световых лет. Рассчитанное по наблюдениям место рождения этого выброса не совпадает с центром диска, из чего ученые сделали вывод, что в галактике присутствует активное галактическое ядро — сверхмассивная черная дыра, которая поглощает вещество, но часть его, не долетев до дыры, разогревается до гигантских температур и улетает прочь.
Изучение спектра галактик в инфракрасном, субмиллиметровом и радиодиапазонах позволяет не только узнать ее кинематику, но и измерить химический состав, а так же определить пропорции – отношение двух разных молекул друг к другу. Усилиями команды Ребекки Аладро в галактике Mrk 273 были впервые найдены некоторые молекулы на основе углерода: HCN, HNC, HCO+, HOC+. Соотношение молекул HCO+/HOC+ было особенно интересным – оно меньше 10 и является одним из самых низких из всех известных нам как галактических, так и внегалактических источников. Объяснение этого наблюдения сейчас невозможно и требует продолжения работы ученых и новых данных с телескопов. Возможным ключом к пониманию проблемы может быть тот факт, что молекула HOC+ образуется не там же, где остальные обнаруженные молекулы – максимум ее излучения значительно смещен в сторону от центральной области галактики.
Марат Мусин