Niezwykłe odkrycie w głębokim kosmosie. Astronomowie natrafili na „galaktyki-zombie”!
Astronomowie odkryli wcześniej słabo poznaną populację słabych, szybko gasnących „szczątkowych” galaktyk radiowych, rzucając nowe światło na to, co dzieje się po tym, jak supermasywne czarne dziury przestają zasilać swoje ogromne dżety radiowe.
Badanie, prowadzone przez naukowców z University of Cape Town (UCT) oraz Inter-University Institute for Data Intensive Astronomy (IDIA), objęło 14 kandydatów na szczątkowe galaktyki radiowe w polu głębokiego przeglądu XMM–LSS.
Szczątkowe galaktyki radiowe reprezentują ostatni etap ewolucji galaktyk radiowych, moment, gdy dżety z centralnego aktywnego jądra galaktycznego (AGN) wyłączają się i przestają zasilać płaty radiowe energetycznymi cząstkami, które następnie stopniowo tracą energię i gasną.
Wielozakresowe obserwacje ujawniają młode wiekiem obiekty
Zespół połączył czułe obserwacje z przeglądów MeerKAT MIGHTEE oraz uGMRT superMIGHTEE z danymi uzupełniającymi z teleskopów LOFAR, GMRT i Jansky Very Large Array, uzyskując szerokie pokrycie częstotliwości radiowych – od 144 MHz do 1,5 GHz. Szczegółowe modelowanie widmowe potwierdziło, że 12 z 14 kandydatów to rzeczywiście szczątkowe galaktyki radiowe, a dwa źródła zostały przeklasyfikowane jako wciąż aktywne.
Wynik ten pokazuje, jak istotne są gęste, wielozakresowe obserwacje w wiarygodnej identyfikacji takich obiektów, ponieważ klasyfikacja oparta na ograniczonych danych radiowych może wprowadzać w błąd. Jednym z najbardziej uderzających wyników jest stosunkowo młody wiek widmowy potwierdzonych źródeł – od około 8 do 42 milionów lat, przy medianie wynoszącej około 12 milionów lat. To wartości niższe niż w przypadku wielu wcześniej badanych szczątkowych galaktyk radiowych, co sugeruje, że obserwacje ujawniają populację krótkotrwałych obiektów, wcześniej pomijaną przez wcześniejsze przeglądy nieba.
Galaktyki na różnych etapach gaśnięcia
Badane galaktyki obejmują szeroki zakres etapów ewolucyjnych – udział fazy szczątkowej w całkowitym czasie życia obiektu wynosi od około 4 do 83 procent, co wskazuje, że próbka zawiera zarówno układy, których dżety wyłączyły się niedawno, jak i te bardziej zaawansowane w procesie gaśnięcia. Wiele źródeł znajduje się też przy stosunkowo dużych przesunięciach ku czerwieni, czyli w większej odległości kosmicznej – tam relatywistyczne elektrony tracą energię szybciej wskutek oddziaływania z mikrofalowym promieniowaniem tła.
Badanie wykazało istotną ujemną zależność między przesunięciem ku czerwieni a wiekiem widmowym, co potwierdza hipotezę, że odległe szczątkowe galaktyki radiowe gasną szybciej i pozostają wykrywalne krócej. Przestrzenne mapy wieku widmowego pokazały ponadto, że płaty radiowe wciąż ewoluują po wyłączeniu dżetów, rozciągnięte źródła wykazują systematyczne gradienty wieku zgodne z transportem plazmy, a zwarte pozostałości mają bardziej nieregularne wzorce starzenia, prawdopodobnie związane z otoczeniem i strukturą pola magnetycznego. Odkrycie stanowi ważny krok w rozumieniu pełnego cyklu życia galaktyk radiowych i zapowiada znacznie większą populację podobnych obiektów, jaką mają odkryć przyszłe głębokie przeglądy radiowe Square Kilometre Array (SKA).
Źródło: University of Cape Town
Czytaj też: Naukowcy wyślą na ISS lewitujące krople metalu. Tak powstaje materiał przyszłości?
Grafika tytułowa: Paxton Tomko / Unsplash
