Ученые разгадали тайны горячей радиогалактики с красивым номером

Радиогалактика с индексом 3C 111 имеет один джет, заканчивающийся «горячей точкой». Температура в ядре галактики может достигать триллиона кельвинов. К счастью, расстояние до этой по-настоящему горячей точки — 640 миллионов световых лет.

Изображение полной интенсивности 3C 111 на частоте 5 ГГц.

Источник: https://phys.org/

С помощью телескопа со сверхдлинным диапазоном (Very Long Baseline Array, сокращенно VLBA) европейские астрономы провели многоволновые наблюдения за радиогалактикой 3C 111. Результаты наблюдений, опубликованные 24 марта на сервере препринтов arXiv, проливают свет на свойства этой галактики и ее релятивистской струи (джета).

Радиогалактики излучают огромное количество радиоволн из своих центральных ядер. Черные дыры в центрах этих галактик поглощают газ и пыль, генерируя видимые в радиодиапазоне высокоэнергетические струи, которые разгоняют заряженные частицы до околосветовых скоростей.

Основываясь на их морфологии и радиосветимости, астрономы делят радиогалактики на два типа — RGS FR I и FR II. У первого интенсивность излучения уменьшается от центра к периферии, в радиогалактиках второго типа происходит все наоборот. В больших масштабах видны так называемые горячие точки, области, в которых струя сталкивается с межгалактической средой.

Художественное представление джета активного космического объекта — нейтронной звезды или черной дыры. У радиогалактики это еще эффектнее и жарче

Источник: https://phys.org/

3C 111, расположенная на расстоянии около 640 миллионов световых лет от Земли, представляет собой радиогалактику с типичной морфологией FR II. У нее есть мощное ядро и заметная односторонняя струя, заканчивающаяся в горячей северо-восточной точке ядра. Струя ведет себя как блазар, демонстрируя движение частиц на околосветовых скоростях.

Группа астрономов под руководством Виери Бартолини из Института радиоастрономии Макса Планка в Бонне, Германия, решила внимательно изучить 3C 111, сосредоточившись на ее радиоизлучении и свойствах джета. В статье представлена подборка многочастотных наблюдений в масштабе парсеков излучения центральной области 3C 111 и ее джета. Изображения получены в полной поляризации с помощью VLBA. Данная работа является первым исследованием джета 3C 111 с получением данных в широком диапазоне от 5 ГГц до 87,6 ГГц.

Радиотелескоп VLBA на Гавайях

Источник: https://commons.wikimedia.org/

3C 111 была идентифицирована командой Бартолини на всем диапазоне частот. На полученных изображениях преобладает компактное ядро с яркостью от 3,0 до 1,0 Дж/м² (на частотах 8,4 ГГц и 87,6 ГГц соответственно).

Наблюдения показали, что из ядра 3C 111 выходит односторонний джет (они могут быть разнонаправленными). Струя удивительно прямая, она ориентирована под углом около 65° к оси галактики и практически не изгибается на всем своем протяжении.

Согласно результатам исследования, спектральный индекс ядра 3C 111 варьируется от 1,5 в диапазоне низких частот 5−8,4 ГГц до 0 на отрезке высоких частот 43,8−87,6 ГГц. Спектральный индекс вдоль струи оказался более выраженным, достигая минимального значения -3,0 в диапазоне высоких частот.

Судя по радиосветимости, температура в 3C 111 варьируется от 10 миллионов до запредельного 1 триллиона (10¹²) кельвинов. Магнитная индукция в радиогалактике может достигать значения в 10³ Тл. Это в 300 раз больше, чем индукция в самом мощном медицинском магнитно-резонансном томографе, но по космическим меркам не так много. При образовании нейтронной звезды индукция может достигать 10¹² Тл.