«Клеверный лист» связал космических «орков» со слияниями галактик

Астрономы впервые обнаружили рентгеновское излучение от одного из «орков» — загадочных и крупных структур в космосе. Предполагается, что «орк» в системе галактик «Клеверный лист» возник из-за ударных волн от слияний галактик и повторного ускорения заряженных частиц, что может объяснить природу других подобных структур. Статья опубликована в журнале Astronomy&Astrophysics.

«Орки» (Odd Radio Circles или сокращенно ORCs) были выделены как отдельные объекты в космосе в 2020 году в данных радиообзора неба телескопом ASKAP, восемь из них обладают оптическими аналогами в виде эллиптических галактик. Типичные размеры таких структур составляют от 300 до 500 килопарсек, они выглядят в радиодиапазоне как кольца или диски. Происхождение «орков» до сих пор неясно, существуют гипотезы, связывающие «орков» с эпизодами бурного звездообразования или активности галактик, слияниями сверхмассивных черных дыр, приливными разрушениями звезд черными дырами и другими процессами.

Группа астрономов во главе с Эсрой Бюльбюль (Esra Bulbul) из Института внеземной физики Общества Макса Планка сообщила о первом случае регистрации «орка» в рентгеновском диапазоне. Им стал ранее обнаруженный «орк» в системе галактик «Клеверный лист», ученые анализировали данные наблюдений рентгеновских телескопов XMM-Newton и eROSITA, радиотелескопа ASKAP и наземного оптического обзора неба DESI.

«Клеверный лист» стал одним из самых близких известных «орков», который связан с эллиптической галактикой GAMA J113727.46−005047.6 на красном смещении z=0,046. Она, в свою очередь, является самой яркой галактикой в группе из восьми галактик, и обладает звездной массой 1,4 × 10¹¹ масс Солнца.

Область радиоизлучения представляет собой эллипс размером 227 на 137 килопарсек, с двумя пиками, один из которых соответствует центральной галактике. Область диффузного рентгеновского излучения тоже эллиптична, обладает размерами примерно 100 × 180 килопарсек, в ней также выделяются два пика излучения, один из которых связан с галактикой. Смещение между центроидами зон рентгеновского и радиоизлучения составляет 80 килопарсек. Расчетная масса нагретого многофазного газа в группе галактик и полная масса группы составляет 7,7 × 10¹¹ и 2,6 × 10¹³ масс Солнца в пределах зоны радиусом 446 килопарсек, а средняя плотность газа меньше, чем обычно наблюдается в группах галактик.

Ученые пришли к выводу, что «орк» находится в среде внутри группы, а морфология галактик в группе указывает на процессы взаимодействия и слияния, в этом случае «орк» может порождаться ударной волной от слияния, создающего большую массу гало, с размером сравнимым с группой. При этом радиоизлучение можно объяснить процессом повторного ускорения частиц космических лучей из-за прошлого эпизода активности черной дыры в ядре центральной галактики группы, что приводило к генерации джетов. Этот сценарий также согласуется с тем, что «орки» наблюдаются достаточно редко.

Ранее ученые поняли природу «желтых шаров» — их отыскали любители космоса на снимках телескопа «Спитцер».