Astronomiczny Obiekt Miesiąca: Sierpień 2023

< poprzedni Archiwum następny >

Przeorientowanie dżetów w obiekcie powstałym po kolizji galaktyk

W tym Astronomicznym Obiekcie Miesiąca omawiamy badania radiogalaktyki J1159+5820, której kształt przypomina literę X. Autorzy wyjaśniają, że powodem tej dziwnej struktury może być specyficzne zachowanie supermasywnej czarnej dziury, oddziałującej z otoczeniem zaburzonym w trakcie łączenia się galaktyk, które uformowały galaktykę macierzystą CGCG292-057.

W galaktykach, których centralne supermasywne czarne dziury pochłaniają ogromne ilości materii, mogą być generowane relatywistyczne wypływy cząstek nazywane dżetami radiowymi. Wypływy te pozostają zazwyczaj osiowo-symetryczne i skolimowane na długościach od kilku kpc do kilku Mpc. Mogą emanować przez dziesiątki milionów lat i w tym czasie formować rozległe struktury nazywane radiogalaktykami. Istnieją jednak obiekty, których obrazy radiowe mają powyginane formy w kształcie litery X lub S. Taka dziwna struktura może być przejawem dynamicznego ruchu i oddziaływania centralnej supermasywnej czarnej dziury z otoczeniem, a także być wynikiem intensywnego oddziaływania dżetów z ośrodkiem międzygwiazdowym i międzygalaktycznym. Przyczyna takiego zachowania czarnej dziury i jej otoczenia może leżeć w widocznym jeszcze na obrazie optycznym badanego obiektu, gwałtownym połączeniu się dwóch galaktyk.

Zderzenia galaktyk to doskonałe laboratoria do badania ewolucji galaktyk w różnych epokach kosmologicznych. Zderzenia dostarczają galaktykom nowych porcji gazu i pyłu, które mogą inicjować aktywność centralnych aktywnych jąder (tzw. AGNów) stowarzyszonych z supermasywnymi czarnymi dziurami. Jeśli w tego typu obiektach występują dodatkowo relatywistyczne wypływy (dżety), mogą one prowadzić do powstania niestandardowych, rozległych struktur radiowych. Widać to wyraźnie w przypadku obiektu 3C321, którego jeden z dżetów ulega zakrzywieniu pod wpływem oddziaływania z bliską, zlewającą się galaktyką. Podczas kolizji „praca” centralnego AGNu jest zakłócana, zatem badanie dżetów radiowych związanych z takimi galaktykami może być doskonałą okazją do zrozumienia zachowania centralnej supermasywnej czarnej dziury.

Niedawno astronomowie zbadali dokładnie radiogalaktykę J1159+5820. Posiada ona nietypową strukturę radiową w kształcie litery X. Dodatkowo w jej centrum znajduję się zwarte jądro i para młodych mini-płatów radiowych. Badając widmo radiowe jądra (Rys. 3) naukowcy odkryli jego nietypowy kształt. Promieniowanie radiowe na niskich częstotliwościach jest efektywnie absorbowane przez zjonizowany gęsty ośrodek międzygwiazdowy. Obraz galaktyki macierzystej CGCG292-057 na mapach optycznych ukazuje wyraźne włókna pływowe i szereg łukowatych powłok, które są pozostałością po zderzeniu.

W celu poznania własności i czasowej ewolucji plazmy wewnątrz rozległej struktury przeprowadzono analizę widma radiowego w różnych miejscach obiektu. Wyniki doprowadziły astronomów do wniosku, że morfologia w kształcie litery X jest rezultatem trwającego kilka milionów lat procesu przeorientowania dżetu. Za jego precesję odpowiadają najprawdopodobniej niejednorodności w centrum galaktyki macierzystej, pozostałe po kolizji galaktyk. Dalsze szczegółowe badania tego obiektu i innych galaktyk zlewających się, które są dodatkowo aktywne radiowo, będą dostarczać nowych informacji o strukturze i procesach zachodzących w bezpośrednim otoczeniu centralnych supermasywnych czarnych dziur.





Oryginalna publikacja: Misra A., Jamrozy M., Weżgowiec M., Multifrequency analysis of the radio emission from a post-merger galaxy CGCG 292-057, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 523, 2, 1648 (2023)

Opisane wyniki są częścią badań prowadzonych w Zakładzie Astronomii Gwiazdowej i Pozagalaktycznej Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie. Badania zostały dofinansowane z grantów Narodowego Centrum Nauki: ZUMO-2018/29/B/ST9/01793 i grantu Uniwersytetu Jagiellońskiego N17/MNS/000055.


Kontakt:

Arpita Misra Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Jagiellońskiego amisra[@]oa.uj.edu.pl