Астрономы отыскали самые длинные джеты у активной галактики

Астрономы отыскали рекордно длинную систему джетов у активной галактики. Протяженность джетов у галактики Порфирион составила около семи мегапарсек. Это говорит о том, что джеты способны быть стабильными на космологических расстояниях даже в эпохи, когда Вселенная была значительно плотнее, чем сегодня. Статья опубликована в журнале Nature.

Джеты у активных галактик представляют собой потоки релятивистской плазмы, порождаемые сверхмассивными черными дырами, активно аккрециирующими вещество из окружающего их диска. По мере того, как вещество джета удаляется от черной дыры, оно взаимодействует с внутригалактической и окологалактической средой. Кроме того, в джете возникают магнитогидродинамические нестабильности, что приводит к уширению и дестабилизации джета. Интересен вопрос максимальной длины подобных структур, так как в ранней Вселенной они могли заметно влиять на распределение материи и картину магнитных полей в нитях космической паутины. В настоящее время измеренные наибольшие размеры биполярных джетов составляют 4,6–5 мегапарсек, что сравнимо с теоретическими ожиданиями. Рекорд в 5,04 мегапарсека принадлежал гигантской радиогалактике Алкионей. Для сравнения: расстояние от Млечного Пути до Туманности Андромеды составляет около 0,75 мегапарсека.

Мартин Оэй (Martijn Oei) из Лейденского университета и группа астрономов сообщили о новом рекордсмене по длине джетов. Они открытие его, когда анализировали данные наблюдений наземного радиотелескопа LOFAR на предмет поиска оттоков из галактик в мегапарсековых масштабах, затем найденная структура изучалась по данным обзора неба DESI и наблюдалась при помощи обсерватории Кека. Радионаблюдения также вел радиотелескоп uGMRT.

Обнаруженную структуру назвали Порфирион. Она создается южной галактикой из пары галактик, которая обладает звездной массой около 6,7×10¹¹ масс Солнца. Галактика характеризуется красным смещением 0,896, что соответствует временной отметке в 6,3 миллиарда лет после Большого взрыва. Общая расчетная физическая протяженность структуры составляет около семи мегапарсек, что делает ее самой длинной известной структурой, созданной астрофизическим источником. Структура включает в себя джеты, ядро, связанную с северным джетом радиолопасть (или радиоухо), а также внутреннюю и внешнюю горячие точки в южном джете, которые могут возникать при столкновении джета с более плотной областью вещества.

Спектроскопические свойства родительской галактики джетов показывают наличие радиационно эффективного активного ядра, где сверхмассивная черная дыра окружена диском, простирающимся вплоть до последних устойчивых орбит, и внешним газопылевым тором, и эффективно преобразует гравитационную потенциальную энергию падающего вещества в излучение. Такие ядра обычно встречаются в звездообразующих галактиках, где есть приток газа к черным дырам. Интересно, что оценка энергии, переносимой джетами в межгалактическую среду сравнима с энергией, высвобождаемой во время слияний скоплений галактик, что показывает важность подобного процесса в космологических масштабах, способного локально изменять форму космической паутины.

Порфирион не связан с каким-либо скоплением галактик, но и не находится в пустой области (войде). Предполагается, что система может быть связана с группой галактики из одной из нитей космической паутины и окружена войдами, благодаря чему джеты встречают мало сопротивления от окружающей среды по мере распространения. Предполагается также, что черная дыра, несмотря на высокий уровень активности и генерацию джетов, по-видимому, поддерживала постоянную ось вращения на протяжении очень длительного периода времени.

Посмотреть на самый далекий рентгеновский джет квазара можно тут.