Что известно об открытии самой большой радиогалактики во вселенной

Астрономы нашли крупнейшую радиоструктуру у активной галактики

Композитное изображение галактики Алкионей по данным инфракрасного телескопа WISE (синий цвет) и радиотелескопа LOFAR (оранжевый цвет).

Martijn Oei et al. / ArXiv, 2022

Астрономы при помощи наземного радиотелескопа LOFAR отыскали крупнейшую структуру, образованную одиночной галактикой. Ей стала гигантская радиогалактика Алкионей, размеры которой вместе с джетами составляют не менее пяти мегапарсек. Открытие показывает, что для формирования гигантских радиогалактик не нужны очень массивные галактики или центральные черные дыры, однако может понадобиться межгалактическая среда с низкой плотностью. Препринт доступен на сайте arXiv.org.

Гигантские радиогалактики представляют собой крупнейшие одиночные объекты во Вселенной, связанные электромагнитными силами, которые являются яркими источниками радиоизлучения. Их протяженность может составлять несколько мегапарсек. В центрах гигантских радиогалактик находятся сверхмассивные черные дыры, которые поглощают вещество из аккреционного диска и генерируют релятивистские струи (джеты), распространяющиеся на огромные расстояния, которые могут как затухать, так и создавать радиолопасти (или радиоуши) при столкновении с межгалактической средой. Впервые подобные системы были открыты в 1970-х годах, на сегодняшний день их известно около тысячи. Однако механизмы, обеспечивающие рост гигантских радиогалактик до огромных размеров, остаются малоизученными.

Группа астрономов во главе с Мартином Оэй (Martijn Oei) из Лейденской обсерватории в Нидерландах сообщила об открытии новой гигантской радиогалактики, названной Алкионей (Alcyoneus), в ходе повторного анализа данных наблюдений радиообзора северного неба LoTSS (LOFAR Two-metre Sky Survey) наземным радиотелескопом LOFAR на частоте 144 мегагерца.

Истинная собственная протяженность Алкионеи (вместе с джетами и радиодолями) по оценкам ученых составляет не менее 5,04±0,05 мегапарсек, что делает ее крупнейшей известной структурой, образованной одиночной галактикой. Однако если не учитывать размеры системы, то она кажется необычно типичной — сама радиогалактика представляет собой эллиптическую галактику со звездной массой 2,4×10 11 масс Солнца, которая содержит сверхмассивную черную дыру с массой 4×10 8 масс Солнца. Подобные значения меньше, чем у обычных гигантских радиогалактик. Объемы северной и южной радиодолей составляют 1,5 и 1 кубических мегапарсека, соответственно, возможно они до сих пор расширяются. Свет от системы идет до Земли 3 миллиарда лет.

Исследователи пришли к выводу, что найденная структура показывает, что для образования радиогалактик-гигантов не нужны очень массивные галактики или центральные черные дыры, и, возможно, высокая радиосветимость. Стоит отметить, что Алкионей не находится в скоплении галактик, а располагается в среде с низкой плотностью, что может помочь объяснить ее размеры.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы благодаря проекту гражданской науки Radio Galaxy Zoo нашли пять новых гигантских радиогалактик.

Источник

Астрономы открыли две рекордно крупные гигантские радиогалактики

Композитные изображения двух новых гигантских радиогалактик, сочетающие данные наблюдений в оптическом и радиодиапазонах.

I. Heywood / Oxford / Rhodes / SARAO

Астрономы при помощи радиотелескопа MeerKAT открыли две новые гигантские радиогалактики, которые представляют собой одни из самых крупных одиночных объектов во Вселенной. Это говорит о том, что подобных объектов существует гораздо больше, чем считалось ранее. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Многие из активных ядер галактик, в которых находятся сверхмассивные черные дыры, активно поглощающие вещество, порождают струи из релятивистской плазмы и частиц, называемые джетами, которые хорошо видны в радиодиапазоне. Джеты порой распространяются на чрезвычайно большие расстояния, выходя за пределы галактик и попадая в межгалактическую среду. Если линейный размер джетов и создаваемых ими радиолопастей превышает 0,7 мегапарсек, то такие системы называют гигантскими радиогалактиками. Это самые крупные одиночные объекты во Вселенной, связанные электромагнитно. Протяженность большинства известных гигантских радиогалактик составляет менее двух мегапарсек, а линейный размер самой большой подобной системы — 4,89 мегапарсек.

Первые гигантские радиогалактики были открыты в 1970-х годах, на сегодняшний день известно немного более 800 объектов. В основном их находят при помощи радиообзоров неба, существует несколько версий их происхождения. Это могут быть долгоживущие (несколько сотен миллионов лет) или очень мощные активные ядра галактик или системы, находящиеся в среде с низкой плотностью, позволяющей джетам распространяться на большие расстояния.

Группа астрономов во главе с Хасинтой Делхайз (Jacinta Delhaize) из Кейптаунского университета сообщает об обнаружении двух новых гигантских радиогалактик. Они были найдены в ходе обзора неба MIGHTEE (MeerKAT International GHz Tiered Extragalactic Exploration), проводимого на наземном радиотелескопе MeerKAT и посвященного исследованию эволюции галактик.

Галактики получили обозначения MGTC J095959.63+024608.6 и MGTC J100016.84+015133.0 и были найдены в области площадью один квадратный градус, находящемся в поле зрения обзора COSMOS. Они обладают красными смещениями z = 0,1656 и z = 0,3363 и физическими размерами 2,42 и 2,04 мегапарсек, соответственно, что делает их одними из крупнейших объектов подобного рода.

Обе галактики являются представителями класса эллиптических LERG-галактик, богатых старыми звездами и практически не образующих новых. Они характеризуются небольшими мощностями радиоизлучения и диффузным характером джетов и радиолопастей, из-за чего ранее не были замечены в ходе других обзоров неба. Ученые пришли к выводу, что их открытие доказывает, что гигантских радиогалактик во Вселенной может быть намного больше, чем считалось ранее и только с помощью новых, очень чувствительных обзоров неба можно выявить эту «скрытую» популяцию гигантских радиогалактик.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы благодаря проекту гражданской науки Radio Galaxy Zoo нашли целых пять гигантских радиогалактик.

Источник

Насколько огромна самая большая радиогалактика во Вселенной

Известно, что самой большой галактикой во Вселенной считается IC 1101, простирающаяся на невероятных 6 млн. световых лет. Но эта галактика покажется вам мелюзгой, если сравнивать с крупнейшей радиогалактикой! Почему J1420-0545 заняла рекордное место и какой у нее размер?

Все познается в сравнении. Нам кажется, что мы живем в огромной галактике, потому что расстояния настолько велики, что мы не способны даже выбраться к соседней звезде. В диаметре Млечный Путь простирается всего на 100 000 световых лет. Это много для нас, но мелочь во вселенских масштабах.

Сравнительные размеры IC 1101

Итак, крупнейшая галактика IC 1101 в диаметре охватывает удивительные 6 млн. световых лет! Она относится к сверхгигантскому эллиптическому типу и отдалена от нас на 1.04 млрд. световых лет. Среди галактик именно ей удается удерживать рекорд по размерам.

Однако существуют также радиогалактики, которые отличаются наличием большего радиоизлучения, чем остальные. Если у нормальных уровень светимости достигает до 10 38 эрг/с, то у радиогалактик – 10 45 эрг/с. Радиогалактики выступают источниками мощного синхротронного излучения, ускоряющегося под действием магнитного поля.

Итак, крупнейшей радиогалактикой в известной Вселенной считается J1420-0545. Ее территория простирается на колоссальные 15 млн. световых лет! Спектральный анализ показывает, что эта галактика стоит ближе к эллиптическому типу. Но как ей удалось стать настолько огромной?

Вообще-то, радиогалактика с таким размером не является чем-то уникальным. Например, на втором месте стоит радиогалактика 3C 236, которая почти достигает 15 млн. световых лет в размерах. Однако их отличие заключается в возрасте. Если у 3C 236 возраст составляет 110 млн. лет, то у J1420-0545 – всего 47 млн. лет. Почему относительно молодая радиогалактика стала такой большой?

3C 236 – вторая по величине гигантская радиогалактика, простирающаяся почти на 15 млн. световых лет. Находится при красном смещении z = 1.0, а ее угловые размеры – больше 40 угловых минут на радиоизображениях.

Оказывается, все дело в межгалактической среде (горячая плазма в пространстве между галактиками). Мощность активного ядра галактики в J1420-0545 на 50% больше, чем в 3C 236, а плотность межгалактической среды оказалась ниже. Так что струи сталкивались с меньшим сопротивлением в межгалактическом пространстве, из-за чего быстрее и дальше расширялись.

Однако возникает вопрос: почему межгалактическая среда возле J1420-0545 оказалась настолько разряженной в столь больших масштабах? Изначально считали, что это естественная область космического пространства, напоминающая пустоту и созданная после Большого Взрыва.

Но теперь есть подозрения, что все дело в активном ядре галактики. Возможно, ядро было активным вначале, затем «выключилось» и повторно запустилось. Дальнейшие исследования помогут найти ответ.

Источник

Что известно об открытии самой большой радиогалактики во вселенной

§ 29. ДРУГИЕ ГАЛАКТИКИ

1. Открытие других галактик. В начале XX в. было до­казано, что некоторые туманные пятна, видимые в телескоп в разных участках неба, находятся вне нашей Галактики и представляют собой другие галактики, каждая из которых, подобно нашей, состоит из многих миллиардов звезд. Огром­ные расстояния, отделяющие Солнечную систему от этих миров, почти лишают нас возможности видеть их невоору­женным глазом. Зато телескоп раскрывает перед человеком поистине глубины Вселенной: крупнейшим современным те­лескопам доступна область Вселенной, в которой находятся миллиарды галактик. Исследованием мира галактик зани­мается внегалактическая астрономия. Подобно физике эле­ментарных частиц, проникающей в тайны невидимого ми­кромира, внегалактическая астрономия изучает разнообраз­ные, очень далекие от нас, не видимые невооруженным гла­зом космические объекты безграничного мегамира, непре­рывно расширяя наши представления о Вселенной.

2*. Определение размеров, расстояний и масс галактик. Один из методов определения расстояния до галактик основан на определении видимых и абсолютных звездных величин цефеид, новых и сверхновых звезд, открываемых в других галактиках. По формуле (41) можно вычислить расстояние до тех галактик, в которых обнаружены цефе­иды, новые и сверхновые звезды.

Обозначив расстояние до галактики через r , линей­ный диаметр — D , угловой диаметр — d ˝, легко вывести следующую формулу для определения диаметра галак­тики:

(51)

где D и г выражены в парсеках, a d ˝ — в секундах дуги.

Линейный диаметр Туманности Андромеды не менее 40 кпк, т. е. превышает диаметр нашей Галактики.

Смещение спектральных линий, наблюдаемое в различ­ных частях какой-нибудь близкой к нам галактики, свиде­тельствует о том, что галактики вращаются. Если область галактики, расположенная на окраине (на расстоянии R от ее центра), имеет линейную скорость вращения v , то центростремительное ускорение этой области будет . Приравняем его к гравитационному ускорению, получаемому из закона всемирного тяготения , где М — масса ядра галактики:

,

отсюда найдем массу ядра галактики:

. (52)

Масса всей галактики на один-два порядка больше массы ее ядра. Например, масса ядра галактики в созвездии Андромеды порядка 10 40 кг (примерно 10 10 масс Солнца), а всей галактики — примерно в 100 раз больше (такова же примерно и масса нашей Галактики).

3. Многообразие галактик. Мир галактик поражает своим разнообразием. Галактики резко отличаются разме­рами, числом входящих в них звезд, светимостями, внеш­ним видом. Они обозначаются номерами, под которыми их вносят в каталоги. Одни и те же галактики фигурируют в разных каталогах под разными номерами. Например, М 31, М 82 (каталог Мессье) или NGC 224, NGC 3034 («Новый об­щий каталог» — New General Catalogue ).

По внешнему виду галактики условно разделены на три основных типа: эллиптические, спиральные и неправиль­ные.

Пространственная форма эллиптических галактик — эл­липсоиды с разной степенью сжатия. Среди эллипти­ческих галактик встречаются гигантские и карликовые. Почти четверть всех изученных галактик относится к эл­липтическим. Это наиболее простые по структуре галактики. Распределение звезд в них равномерно убывает от центра, пыли и газа почти нет. Самые яркие звезды — красные ги­ганты.

Рис. 97. Туманность Андромеды.

Рис. 98. Галактика «Водоворот» в созвездии Гончих Псов.

Спиральные галактики — самый многочисленный тип галактик (рис. 97, 98). К нему относятся наша Галактика и гигантская Туманность Андромеды (М 31 или NGC 224, рис. 97), удаленная от нас примерно на 2,5 млн. св. лет. Это одна из немногих галактик, видимых невооруженным глазом. Массы спиральных галактик — по­рядка 10 9 —10 12 масс Солнца. Ближайшая к нам галактика М 31 не только красива, но и опасна. Через несколько миллионов лет она может столкнуться с Галактикой.

Неправильные галактики не имеют центральных ядер и не обнаруживают закономерностей в своем строении. Жители Южного полушария Земли могут невооруженным глазом видеть две неправильные галактики — Большое и Малое Магеллановы Облака, являющиеся спутниками на­шей Галактики (рис. 99). Они находятся сравнительно неда­леко от нас, на расстоянии всего лишь в полтора раза боль­шем диаметра Галактики. Магеллановы Облака значительно меньше нашей Галактики по массе и размерам. Изучение Магеллановых Облаков позволяет получить ценнейшие сведе­ния о звездах, звездных скоплениях и диффузной материи. Вспомните, например, об открытии сверхновой звезды в Большом Магеллановом Облаке (с. 151).

Рис. 99. Неправильные галактики: Большое(слева) и Малое(справа) Магеллановы Облака(соответственно в созвездиях Золотой Рыбы и Тукана).

Нередко встречаются и другие виды галактик, которые но своим свойствам отличаются от эллиптических, спираль­ных и неправильных. Таковы, например, взаимодействующие галактики. Они обычно находятся на не­больших расстояниях друг от друга, связаны «мостами» из светящейся материи, иногда как бы пронизывают одна другую.

Другой известный источник радиоизлучения — шаровая галактика NGC 5128 в созвездии Центавра (рис. 100). На фотографии этой галактики четко выделяются огромные об­лака темной пылевой материи, которые как бы разделяют галактику на две части.

Рис. 100. Радиогалактика Центавр А.

Рис. 101. Радиогалактика Дева А.

Водной из ближайших к нам радиогалактик (Дева А; М 87 или NGC 4486) хорошо видна газовая струя, устрем­ленная из ядра (рис. 101). Длина струи достигает несколь­ких тысяч световых лет, внутри нее заметны отдельные сгу­щения.

Еще недавно считалось, что самые грандиозные проявле­ния взрывных процессов — вспышки сверхновых. Однако при взрывах в ядрах галактик выделяется во много раз больше энергии. Наблюдаемая активность ядер галактик проявляется в следующих основных формах: непрерывное истечение потоков вещества; выбросы сгустков газа и обла­ков газа с массой в миллионы солнечных масс; нетепловое (т. е. не связанное с нагреванием) радиоизлучение из около­ядерной области; взрывы, превращающие галактику в ра­диогалактику. Причина активности ядер галактик пока не выяснена. На протяжении многих лет активность ядер га­лактик в нашей стране исследовали академик В. А. Амбарцумян ( 1908 —1996) и его ученики.

Источник

Добровольцы помогли найти пять новых гигантских радиогалактик

Радиоизображение галактики J1331+2357, полученное системой VLA.

Hongming Tang et al./arXiv:2009.03583

Астрономы смогли обнаружить пять гигантских радиогалактик — редких и одних из самых крупных систем во Вселенной. Это удалось сделать благодаря проекту гражданской науки Radio Galaxy Zoo, в котором может принять участие любой желающий. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org.

Гигантские радиогалактики — самые крупные системы во Вселенной, связанные электромагнитно. Линейные размеры этих объектов могут достигать 700-1000 килопарсек, а в настоящее время известно лишь около трехсот таких галактик. Считается, что размеры гигантских радиогалактик могут быть связаны с их светимостью в радиодиапазоне и мощностью или длительным временем жизни релятивистских струй (джетов), за создание которых ответственна активная сверхмассивная черная дыра в ядре галактики. Интерес эти объекты представляют не только с точки зрения понимания механизмов их образования, но и влияния на межгалактическую среду внутри скоплений галактик и ее химический состав, а также на близкие к ним галактики.

Группа астрономов во главе с Хунмингом Таном (Hongming Tang) из Манчестерского университета сообщает об открытии пяти новых гигантских радиогалактик на красных смещениях в диапазоне от 0,28 до 0,43, которое было сделано при анализе каталога данных RGZ DR1, созданного более чем 1200 гражданскими учеными за почти три года работы проекта Radio Galaxy Zoo, который функционирует на портале Zooniverse. Участники проекта анализируют изображения галактик, полученных в радиодиапазоне в ходе обзоров FIRST и ATLAS и инфракрасном диапазоне в ходе обзоров AllWISE и SWIRE, что позволяет находить и классифицировать радиогалактики по типам.

У всех обнаруженных галактик сравнительно высокая светимость в радиодиапазоне, четыре из них ученые относят к радиогалактикам второго типа. J1402+2442 — самая крупная из открытых гигантских радиогалактик и связана с тесной парой галактик. Самая маленькая из обнаруженных галактик, J0941+3126, — это промежуточная дисковая галактика. У J1331+2557 и J1421+1016 линейные размеры около 2,62 и 2,49 миллиона световых лет соответственно. Наконец, J1646 + 3627 оказалась самой яркой галактикой (так называемая BCG-галактика) в скоплении галактик GMBCG J251.67741+36.45295: у нее слегка изогнутая форма.

Инфракрасные изображения новооткрытых галактик из обзоров SDSS и WISE с наложенными на них радиоизофотами.

Источник

• ← Что из перечисленного является самым распространенным способом коррекции близорукости
• Что имел в виду мудрец утверждавший что наказание ларры в нем самом →