Astronomiczny Obiekt Miesiąca: Październik 2024
< poprzedni Archiwum
J0644+1043: gigantyczny kosmiczny wąż
Niezwykle czułe obserwacje radiowe uzyskane przy pomocy Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) pozwoliły na niespodziewane odkrycie wykrzywionego, cienkiego i obustronnego dżetu o rozmiarze 100 kpc w gigantycznej radiogalaktyce w kształcie litery S – J0644+1043.
Ilustracja 1: S-owata struktura gigantycznej radiogalaktyki J0644+1043. Kontury i kolor czerwony obrazują szerokopasmowe promieniowanie na 525 MHz uzyskane przy użyciu interferometru GMRT. Struktury w kolorze niebieskim pochodzą z przeglądu NVSS wykonanego z niską rozdzielczością kątową na częstotliwości 1,4 GHz za pomocą Very Large Array. W tle, w kolorze zielonym, znajduje się obraz optyczny (pochodzący z przeglądu PanSTARRS).
Źródło: publikacja Zespołu.
Radiogalaktyki są znane astronomom już od siedmiu dekad. Powszechnie akceptowany mechanizm powstawania pozagalaktycznych radioźródeł obejmuje rotującą supermasywną czarną dziurę otoczoną dyskiem akreującej na nią materii. Z tych stosunkowo niewielkich obiektów, zwanych aktywnymi jądrami galaktycznymi, materia, energia i pole magnetyczne mogą być transferowane w postaci wąskich relatywistycznych wypływów (dżetów) naładowanej plazmy na bardzo duże odległości, znacznie przekraczające rozmiary danej galaktyki. Typową radiogalaktyką jest Cygnus A (przedstawiony na Rysunku 1.
Dżety w niektórych radiogalaktykach wykazują jednak znaczne odchylenia od swojego początkowego współosiowego kierunku, co prowadzi do powstania zniekształconych struktur, tj. lustrzano-odbitych w kształcie litery C lub inwersyjnie-symetrycznych w kształcie litery S. Linie w kształcie litery S (znane również serpentynami) można znaleźć wokół nas. Są one powszechne w przyrodzie, architekturze, infrastrukturze i ogólnie, w różnego rodzaju ludzkich projektach. Również wśród obiektów astronomicznych można znaleźć takie, które posiadają kształty litery S. W szczególności, badana radiogalaktyka J0644+1043 posiada niezwykły kształt przypominający literę S.
Nowe, czułe obserwacje instrumentem GMRT na niskich częstotliwościach obiektu J0644+1043 ujawniły cienkie, skolimowane dżety radiowe wychodzące z jądra i zasilające rozległe płaty (patrz Rysunek 1). Radiogalaktyka posiada wyraźną gorącą plamę na krawędzi wschodniego płata (lewa strona ilustracji). Jednak płat zachodni (prawa strona ilustracji) posiada rozległy płaskowyż bez wyraźnej zwartej struktury. Głębokie obserwacje GMRT pozwoliły zobrazować również obustronne dżety o rozmiarze każdego z nich ok. 100 kiloparseków. Dżety te nie są osiowo symetryczne, lecz lekko zakrzywione. Dżet po wschodniej stronie nie dochodzi do struktury płatu. Dżet zachodni, który w miarę oddalania się od jądra, dzieli się na odrębne struktury, wyraźnie wygina się przed dotarciem do zachodniego płata (patrz Rysunek 2). Ponadto, zwarte jaśniejsze struktury przypominające węzły są widoczne w dżetach po obu stronach jądra. Dżety te można nazwać „nagimi”, ponieważ nie wykryto wokół nich żadnego dyfuzyjnego kokonu radiowego. Co więcej, w innych radiogalaktykach zazwyczaj nie obserwuje się tak rozległych symetrycznych dżetów.
Wielkoskalowa struktura radiogalaktyki J0644+1043, przypominająca kształtem literę S, zaczęła się formować niecałe 50 milionów lat temu. Co więcej, wyraźnie widoczne dżety same są wygięte w kształcie litery S. Taka morfologia prowadzi do wniosku, że centralne aktywne jądro galaktyczne tego obiektu, które generuje dżety, podlega ciągłej precesji w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Zaproponowano szereg możliwych modeli wyjaśniających zmiany kierunku propagacji dżetów czyli ciągłą ich reorientację. Precesja może być wywoływana obecnością innego masywnego towarzysza oddziałującego na centralną supermasywną czarną dziurę lub oddziaływaniem masywnego, nachylonego do płaszczyzny równikowej centralnej czarnej dziury, dysku akrecyjnego.
Dedykowane obserwacje spektroskopowe pozwoliły na wyznaczenie przesunięcia ku czerwieni galaktyki macierzystej z = 0.0488. Rozmiar liniowy J0644+1043 wzdłuż kierunku dżetów, mierzony od wschodniej gorącej plamy do centrum zachodniego płaskowyżu wynosi ponad 0.7 Mpc (co odpowiada odległości między M31 a Galaktyką). Ponadto, widmo optyczne pozwala stwierdzić, że ta gigantyczna radiogalaktyka jest generowana przez czarną dziurę o masie MBH = 4.1 × 108 M⊙.
Rysunek 2: Kiloparsekowe dżety radiogalaktyki J0644+1043: kontury nałożone na czerwoną strukturę pochodzą z obserwacji GMRT na 650 MHz. Podobnie jak na Rysunku 1, kolor niebieski odpowiada obserwacjom NVSS, a kolor zielony oznacza dane optyczne. EJ1, EJ2, WJ1 i WJ2 wskazują pozycje jasnych węzłów. Zsyntetyzowany rozmiar kątowy wiązki, przedstawiony w postaci elipsy w prawym górnym rogu obrazka, wynosi 5.6" × 4.4". Źródło: publikacja Zespołu.
Oryginalna publikacja: Sethi, S., Kuźmicz, A., Jamrozy, M., Slavcheva-Mihova, L., Discovery of a 100 kpc Narrow Curved Twin Jet in the S-shaped Giant Radio Galaxy J0644+1043, ApJ, 969, 156 (2024).
Przedstawione wyżej badania przeprowadzono w Zakładzie Astronomii Gwiazdowej i Pozagalaktycznej Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie. Prace wykonano dzięki wsparciu finansowemu Narodowego Centrum Nauki w ramach grantu UMO-2018/29/B/ST9/01793.
|
Sagar Sethi Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Jagiellońskiego Sagar.Sethi [@] doctoral.uj.edu.pl |
