Астрономы нашли джеты у центральной галактики скопления Феникса

Астрономы при помощи наземных радиотелескопов обнаружили релятивистские джеты у центральной галактики скопления Феникса, свет от которого шел до нас 5,7 миллиардов лет. Предполагается, что в галактике недавно началась вспышка звездообразования, которая совпала с моментом возникновения джетов, что ученые пока объяснить не могут. Статья опубликована в журнале Publications of the Astronomical Society of Japan.

Скопления галактик представляют собой гравитационно-связанные системы, которые являются одними из самых больших структур во Вселенной. Межгалактическое пространство внутри скоплений заполнено разреженным горячим газом, который можно наблюдать в рентгеновском диапазоне. Считается, что если среда внутри скопления активно теряет тепловую энергию только за счет излучения, то это приведет к охлаждению и накоплению в центральной области скопления газа и образованию звезд. Однако данные наблюдений не показывают таких массивных запасов холодного газа в центрах близлежащих скоплений. Это указывает на то, что существует механизм, ответственный за подогрев газа, что, в свою очередь, препятствует активизации процессов звездообразования. Одним из кандидатов на роль такого источника тепла являются релятивистские джеты, создаваемые активными ядрами ярчайших галактик скоплений или галактик типа cD. 

Скопление Феникса (или SPT-CL J2344−4243) обладает рядом свойств, которые плохо вписываются в текущие теоретические представления об эволюции скоплений галактик. Оно расположено на красном смещении z=0,596 и обладает очень большой массой в 2,5×10¹⁵ масс Солнца в пределах вириального радиуса. В центральной галактике скопления, относящейся к типу cD, наблюдается мощная вспышка звездообразования, темпы рождения новых звезд оцениваются в 800 масс Солнца в год. При этом данные наблюдений указывают на то, что центральная галактика может быть отнесена к квазарам второго типа и содержать быстрорастущую сверхмассивную (около 1,8×10¹⁰ масс Солнца) черную дыру, которая окружена большими скоплениями холодного молекулярного газа, а само скопление не показывает признаки того, что является результатом слияния двух скоплений галактик.

Группа астрономов во главе с Такая Акахори (Takaya Akahori) из Национальной астрономической обсерватории Японии опубликовала результаты анализа данных наблюдений в миллиметровом диапазоне волн за скоплением Феникса, полученных при помощи систем ATCA (Australia Telescope Compact Array) и ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Целью наблюдений стала центральная галактика скопления, ученые хотели выяснить, обладает ли она релятивистскими джетами, источником которых является активное ядро галактики.

Исследователи обнаружили две диффузные вытянутые структуры, расположенные по разные стороны от активного ядра галактики, размеры которых составляют примерно 10–20 килопарсек, а положения структур совпадают с областями, испускающими рентгеновское излучение, которое ранее регистрировал космический телескоп «Чандра». Таким образом, центральная галактика Феникса обладает радиоджетами, в которых исследователи выявили несколько отдельных источников излучения. Предполагается, что они могут быть местами столкновений джетов с облаками газа. 

Возраст джетов оценивается в один миллион лет, они могли возникнуть одновременно со вспышкой звездообразования в галактике, что означает, что существует один общий триггер, запустивший эти процессы, природа которого пока неясна. Ожидается, что новые, более детальные наблюдения за скоплением Феникса, проведенные при помощи систем радиотелескопов, таких как SKA (Square Kilometer Array), помогут лучше разобраться в эволюции скопления.

Ранее астрономы обнаружили в системе сливающихся скоплений галактик Abell 2384 радиогалактику, джеты которой искривили мост из горячего газа, соединяющего скопления.

Александр Войтюк