Astronomiczny Obiekt Miesiąca: Grudzień 2022
< poprzedni Archiwum następny >
Pokręcone blazary
Astronomowie z Obserwatorium Astronomicznego UJ dzięki danym dedykowanym i archiwalnym z
europejskiego interferometru radiowego LOFAR przedstawiają grupę galaktyk aktywnych o
niespodziewanych, rozległych strukturach radiowych. Analiza tych obiektów może dostarczyć nowych
informacji na temat minionych cyklów aktywności supermasywnych czarnych dziur rezydujących w ich centrach.
Na ilustracji 1:
Radiowy obraz blazara o nazwie katalogowej 5BZU J1647+4950. Obserwacje pochodzą z sieci teleskopów LOFAR. Dzięki
bardzo wysokiej czułości instrumentu widać tu ogromną radiową strukturę przypominającą dwa poszarpane płaty, mierzące około
3 miliony lat świetlnych (co odpowiada około 2.5x1019 km)! W centrum obiektu znajduje się supermasywna czarna
dziura, a emisja związana z pochłanianiem przez nią materii uwidacznia się między innymi w formie zagiętego radiowego dżetu,
widocznego jako wydłużona, silna struktura w samym centrum mapy. W tym przypadku jest on skierowany w naszym kierunku. Szare
kółko w lewym dolnym rogu mapy określa zdolność rozdzielczą obserwacji. Źródło: Publikacja zespołu.
Galaktyki aktywne (ang. Active Galactic Nuclei; AGN-y) stanowią szczególną grupę źródeł, które możemy obserwować na niebie. Emitują ogromne ilości energii, ponieważ ich wewnętrznymi „silnikami” są supermasywne czarne dziury rezydujące w ich wnętrzach (o masach rzędu milionów lub nawet miliardów mas Słońca), zasilane akreującą na nie materią. Czasami w okolicach biegunów czarnych dziur formują się też dżety – zwarte strugi materii i promieniowania rozprzestrzeniające się daleko poza obszar samej galaktyki, tworzące ogromne płaty świecące na falach radiowych. Takie struktury obserwujemy zazwyczaj w postaci tak zwanych radiogalaktyk, których dżety widoczne są w płaszczyźnie nieba.
Szczególną klasę galaktyk aktywnych stanowią blazary, w których jeden z dżetów skierowany jest w kierunku Ziemi. Z tego powodu najczęściej widoczne są one dla nas jako bardzo zwarte źródła radiowe. Dzięki nowoczesnym teleskopom obserwującym niebo w zakresie długich fal radiowych można jednak zaobserwować blazary odbiegające od tego opisu, bo posiadające bardzo rozległe struktury. Takie obiekty zaobserwowano europejskim interferometrem radiowym LOw Frequency ARray (LOFAR) na falach o długości około dwóch metrów. Posiadają one bardzo silne i zwarte centra radiowe, dżety o długości rzędu kilkudziesięciu tysięcy lat świetlnych oraz rozciągłe struktury, które w skrajnych przypadkach osiągają nawet miliony lat świetlnych długości.
Na ilustracji 1 został przedstawiony blazar 5BZU J1647+4950 wraz z jego ogromną strukturą, odkrytą przez autorów omawianej pracy. Panel przedstawia cały obiekt, posiadający radiową strukturę przypominającą dwa płaty radiowe mierzące około 3 miliony lat świetlnych w projekcji na niebie. To prawie tyle, co cała odległość dzieląca Drogę Mleczną od Galaktyki Andromedy!
Na ilustracji 2: Radiowy obraz blazara 5BZU J1345+5332.
Obserwacje pochodzą z sieci teleskopów LOFAR. W samym centrum tego obiektu znajduje się supermasywna czarna dziura.
Najprawdopodobniej dwa przeciwległe dżety ulegają precesji, przez co rozległa radiowa emisja przybiera formę
litery S. Szare kółko w lewym dolnym rogu mapy określa zdolność rozdzielczą obserwacji. Źródło: Publikacja zespołu.
Pochodzenie takich struktur może zostać wyjaśnione specyficznym cyklem aktywności obiektu macierzystego. Jeżeli podczas swojego istnienia galaktyka taka zderzy się z inną – i zarazem jej supermasywna czarna dziura zderzy się z inną supermasywną czarną dziurą – może nastąpić zmiana kierunku propagacji dżetów, a także (lub) może pojawić się ich wielokrotna emisja. Dawna aktywność obiektu pozostawi na niebie ślad w postaci dużych, słabych i starych struktur radiowych, leżących w innym kierunku niż aktualna emisja AGN-u (czyli dżet radiowy).
Dżety mogą także ulegać precesji, formując struktury w kształcie litery S. Przykład takiego blazara widoczny jest na ilustracji 2. W tym przypadku możemy obserwować dwa wygięte (precesujące) dżety, formujące rozległe, jednak dużo słabsze radiowe płaty.
Celem dalszych badań będzie oszacowanie dokładnych parametrów fizycznych tych struktur, takich jak wartość pola magnetycznego i ich wieku.
Oryginalna publikacja: Pajdosz-Śmierciak U., Śmierciak B. i Jamrozy M., Possible jet reorientation in low-frequency radio structures of blazars, MNRAS, 512, 2122 (2022).
Badania zostały przeprowadzone w Zakładzie Radioastronomii i Fizyki Kosmicznej Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie. Zostały uzyskane przy finansowym wsparciu Narodowego Centrum Nauki w ramach grantu 2018/29/B/ST9/01793. Utrzymanie polskich stacji LOFAR finansowane jest przez Ministerstwo Edukacji i Nauki.
|
Urszula Pajdosz-Śmierciak Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Jagiellońskiego Urszula.Pajdosz [at] uj.edu.pl |
