Астрономы обнаружили 53 новых квазара со сверхмассивными чёрными дырами в ядрах, которые выбрасывают струи материи со скоростью, близкой к световой, протяжённостью до 7,2 миллиона световых лет — примерно в 50 раз больше ширины Млечного Пути.
Эти чудовищные объекты, известные как гигантские радиоквазары, являются частью группы из 369 радиоквазаров, недавно обнаруженных индийскими учёными в данных Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) — массива из 30 параболических антенн недалеко от города Пуна, Индия. Данные были собраны в рамках обзора неба TIFR GMRT Sky Survey (TGSS), который охватил около 90% небесной сферы. Широкое поле зрения и высокая чувствительность телескопа сделали его идеальным инструментом для поиска таких гигантских радиоизлучающих структур.
«Размеры этих радиоджетов несравнимы ни с нашей Солнечной системой, ни даже с нашей галактикой, — отметил в заявлении участник исследовательской группы Сувик Маник из Миднапур-Сити-колледжа. — Мы говорим о структурах, равных 20–50 диаметрам Млечного Пути, выстроенным в ряд».
Хотя считается, что сверхмассивные чёрные дыры массой в миллионы и миллиарды солнечных находятся в центрах всех крупных галактик, не все эти космические гиганты питают яркие активные ядра галактик (AGN) и видны как квазары — исключительно мощные галактические ядра.
Чтобы «зажечь» квазар, сверхмассивная чёрная дыра должна быть окружена большим количеством газа и пыли, которые она поглощает. Это вещество вращается вокруг чёрной дыры в уплощённых структурах, называемых аккреционными дисками. Мощное гравитационное влияние создаёт в них сильные приливные силы, нагревая материал и заставляя его ярко излучать во всём электромагнитном спектре.
Однако чёрные дыры — известные «неаккуратные едоки», и не всё вещество из аккреционного диска попадает в них. Сильные магнитные поля направляют высокоионизированный газ (плазму) к полюсам чёрной дыры, где он разгоняется до околосветовых скоростей и выбрасывается в противоположных направлениях в виде мощных двойных струй (джетов). Со временем, на расстоянии многих световых лет от источника, эти струи могут расширяться в широкие шлейфы или «лепестки» (лобы), распространяющиеся далеко выше и ниже плоскости родной галактики. Джеты и лепестки сопровождаются мощным радиоизлучением.
«Их огромные радиоджеты делают эти квазары ценными для понимания как поздних стадий их эволюции, так и межгалактической среды, в которой они расширяются — разреженного газа, который удерживает их радио-лепестки в миллионах световых лет от центральной чёрной дыры, — пояснил руководитель исследования Сабясачи Пал, астроном из Миднапур-Сити-колледжа. — Однако находить таких гигантов непросто». Учёный объяснил, что это связано с тем, что слабое «мостовое» излучение, соединяющее два лепестка, часто исчезает ниже порога обнаружения, из-за чего общая структура кажется разорванной или неполной.
«Обзоры на низких радиочастотах особенно эффективны для идентификации таких систем, потому что стареющая синхротронная плазма в лепестках излучает сильнее на низких частотах, чем на высоких», — добавил Пал.
Команда заметила интересную тенденцию, связывающую гигантские радиоквазары с окружающей их средой: по меньшей мере 14% этих чудовищных объектов находятся внутри групп и скоплений галактик, а также вблизи космических нитей — волокон из газа, пыли и тёмной материи, где галактики собираются и растут.
«Похоже, что среда играет главную роль в формировании эволюции этих радиоджетов, — заявила участница группы Нетаи Бхукта из Университета Сидо Канхо Бирша в Лагде, Индия. — В более плотных регионах струи могут замедляться, изгибаться или разрушаться окружающим газом, тогда как в более пустых областях они могут свободно расширяться в межгалактической среде».
Хотя большинство квазаров имеют двойные струи, учёные заметили, что эти струи часто асимметричны по длине или яркости. «Эта асимметрия говорит нам о том, что джеты ведут борьбу с неоднородной космической средой, — сказал участник исследования Сушанта К. Мондал из того же университета. — С одной стороны струя может «вспахивать» более плотные облака межгалактического газа, замедляя свой рост, в то время как с другой стороны она свободно расширяется в более разреженной среде».
Результаты работы также указывают на то, что гигантские квазары, находящиеся на большем расстоянии от нас, демонстрируют бо́льшую асимметрию джетов по сравнению с более близкими. Это может быть связано с тем, что чем дальше от нас квазар, тем в более раннюю эпоху мы его наблюдаем — а ранняя Вселенная была гораздо более хаотичной и наполненной плотным газом, который искажал пути этих струй. Открытие подчёркивает, что квазары — это не просто изолированные маяки, а сложные системы, чья форма и эволюция несут в себе отпечаток крупномасштабной космической паутины, в которую они вплетены.
Ваш комментарий