«Спитцер» разглядел ударную волну невидимого джета галактики М87
Астрономы показали новое изображение эллиптической галактики М87, созданное на основе снимков космического инфракрасного телескопа «Спитцер». На снимке можно разглядеть ударные волны, создаваемые релятивистскими джетами, которые исходят из центра галактики, причем один из них напрямую не виден с Земли. Об этом сообщается на сайте Лаборатории реактивного движения NASA.
М87 или Дева А представляет собой массивную гигантскую эллиптическую галактику, расположенную на расстоянии 55 миллионов световых лет от Земли и занимающую второе место по яркости среди галактик в Скоплении Девы. Сверхмассивная черная дыра, расположенная в ее центре, является одной из крупнейших известных на сегодняшний день. Ее масса оценивается в 6,5 миллиардов масс Солнца, что в тысячу раз больше, чем у черной дыры в центре Млечного Пути. В 2017 году она стала одной из целей проекта EHT, в котором участвуют телескопы восьми обсерваторий, расположенные в разных уголках земного шара и работающие как один единый телескоп, функционирующий на длине волны 1,3 миллиметра. В итоге астрономам впервые в истории удалось получить изображение тени черной дыры.
Уже более ста лет М87 является объектом астрономических исследований при помощи различных наземных и космических обсерваторий. В 1918 году астроном Гебер Кертис впервые обнаружил «прямой луч», исходящий из центра галактики. Дальнейшие наблюдения показали, что эта структура представляет собой релятивистскую струю плазмы (джет), длина которой составляет примерно пять тысяч световых лет. Джеты наблюдаются в ряде случаев, например, у квазаров. Существует несколько теорий образования таких струй, связанных с активным галактическим ядром с черной дырой, поглощающей вещество из окружающего ее аккреционного диска.
Для создания нового изображения М87 были использованы снимки, полученные инфракрасным космическим телескопом «Спитцер» на разных длинах волн: 3,6 (синий цвет), 4,5 (зеленый цвет) и 8 (красный цвет) микрометров. За свечение, обозначенное синим и зеленым цветами, ответственно звездное население галактики, а за свечение, отмеченное красным цветом — различные астрофизические объекты, содержащие пыль.
В инфракрасном диапазоне волн более заметны ударные волны, являющиеся результатом взаимодействия вещества джета с межзвездной средой, чем сам джет. У М87 джетов два, один из них, видимый и в оптическом диапазоне, расположен правее от центра галактики и кажется более ярким из-за релятивистских эффектов. Они же ответственны за ненаблюдаемость второго джета, вещество в котором удаляется от земного наблюдателя. Однако в инфракрасном и радиодиапазонах можно наблюдать ударную волну, создаваемую этим джетом при столкновении с облаками газа и пыли, которая похожа на огромную дугу в виде буквы «С».
Наблюдение тени черной дыры — это знаковое событие в наблюдательной астрономии. Мы рассказывали о контексте этих исследований в материалах «Взгляд в бездну» и «Заглянуть за горизонт».
Александр Войтюк
Однако открытие еще предстоит подтвердить
Астрономы обнаружили кандидата во вспышку сверхновой типа Ia с двойной детонацией — им стала сверхновая SN 2022joj, обнаруженная в 2022 году. Предполагается, что детонация внешней тонкой гелиевой оболочки белого карлика повлекла за собой вторичную детонацию ядра. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org. Вспышки сверхновых типа Ia возникают, когда на белом карлике из-за превышения по массе предела Чандрасекара происходит термоядерный взрыв. Такая ситуация может возникнуть, когда белый карлик аккрецирует вещество звезды-компаньона в двойной системе или при слиянии двух белых карликов. В астрономии такие сверхновые играют важную роль, помогая определять расстояния до далеких галактик и выступая как источники большинства элементов группы железа (от титана до цинка), встречающихся во Вселенной. Группа астрономов во главе с Эстефанией Падильей Гонсалес (Estefania Padilla Gonzalez) из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре опубликовала результаты анализа данных фотометрических и спектроскопических наблюдений наземных и космических телескопов за необычной сверхновой SN 2022joj типа Ia, которая была обнаружена наземной системой телескопов ZTF 8 мая 2022 года. Галактикой-хозяином сверхновой стала небольшая карликовая галактика, расположенная на расстоянии 105,2 мегапарсек от Солнца. В отличие от других сверхновых типа Ia, SN 2022joj демонстрировала исключительно красный цвет, начиная с одиннадцатого дня вспышки и до момента достижения максимальной яркости, в дальнейшем поток излучения стал смещаться к синему концу спектра. Сравнение кривой блеска и спектров SN 2022joj с различными моделями сверхновых выявило хорошее согласование с моделью двойной детонации. В ней углеродно-кислородный белый карлик с массой до предела Чандрасекара накапливает вблизи своей поверхности гелий в достаточном количестве, чтобы в гелиевой оболочке произошла детонация, порождающая ударную волну, которая, в свою очередь, инициирует детонацию ядра карлика. Такая картина может иметь место для белых карликов, аккрецирующих вещество звезды-компаньона, или для случая слияния углеродно-кислородного белого карлика с маломассивным гелиевым белым карликом. В случае SN 2022joj данные наблюдений вписываются в модель двойной детонации с массой белого карлика околосолнечной массы, обладающего тонкой гелиевой оболочкой с массой 0,01-0,02 массы Солнца. Применимость модели толстой гелиевой оболочки (более 0,05 массы Солнца) оказалась хуже. Раннее покраснение вспышки в этом случае можно объяснить образованием элементов группы железа во внешней оболочке белого карлика. Однако идея о том, что SN 2022joj действительно можно отнести к сверхновой типа Ia с двойной детонацией, нуждается в дополнительном подтверждении новыми моделированиями, так как есть несоответствия. В частности, модели предсказывают яркие эмиссионные линии [Ca II] в спектре, в то время как в спектре SN 2022joj наблюдается сильное излучение [Fe III]. Ранее мы рассказывали о том, как сверхновая 1181 года вписалась в модель слияния двух белых карликов.