Астрономы обнаружили необычайно новую гигантскую радиогалактику с плазменными струями, размер которой в 32 раза превышает размер нашего Млечного Пути.
Эта космическая мегаструктура, размеры которой составляют 3,3 миллиона световых лет от одного конца до другого, была обнаружена южноафриканским телескопом MeerKAT и получила прозвище Инкатазо, что на африканских языках коса и зулу означает «беда», из-за сложности понимания физических процессов, лежащих в ее основе.
Исследователи надеются, что их «захватывающее и неожиданное открытие», опубликованное в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, прольет свет на загадочное происхождение и эволюцию некоторых из крупнейших структур во Вселенной.
Гигантские радиогалактики (ГРГ) — это космические монстры, выбрасывающие струи горячей плазмы на миллионы световых лет в межгалактическом пространстве. Эти плазменные струи, которые светятся на радиочастотах, питаются сверхмассивными черными дырами в центрах галактик.
До недавнего времени считалось, что ГРГ — довольно редкое явление. Однако новое поколение радиотелескопов, например, южноафриканский MeerKAT, перевернуло эту идею с ног на голову.
«За последние пять лет число открытий ГРГ буквально взорвалось благодаря новым мощным телескопам, таким как MeerKAT», — отметила соавтор исследования Кэтлин Чарльтон из Кейптаунского университета. «Исследования GRG развиваются так быстро, что за ними становится трудно угнаться. Это невероятно интересно».
«Мы прозвали эту гигантскую галактику «Инкатазо», что на языках зулу и коса означает «неприятности», потому что было довольно сложно понять физику происходящего здесь», - добавила она. «Она не обладает теми же характеристиками, что и многие другие гигантские радиогалактики. Например, плазменные струи имеют необычную форму: вместо того, чтобы простираться прямолинейно из конца в конец, одна из струй изогнута».
Инкатазо также находится в самом центре скопления галактик, а не в относительной изоляции, что должно затруднить рост плазменных струй до таких огромных размеров.
«Это захватывающее и неожиданное открытие», — сказал соавтор исследования Кшитидж Торат из Университета Претории. «Обнаружение ГРГ в скоплении галактик поднимает вопросы о роли взаимодействия окружающей среды в формировании и эволюции этих гигантских галактик».
Чтобы попытаться понять больше об этой космической головоломке, исследователи воспользовались исключительными возможностями MeerKAT для создания некоторых из самых высоких спектральных возрастных карт, когда-либо созданных для ГРГ. Эти карты отслеживают возраст плазмы в различных частях ГРГ, предоставляя подсказки о физических процессах в работе.
Результаты выявили интригующие сложности в струях Инкатазо, при этом некоторые электроны получают неожиданные приросты энергии. Исследователи полагают, что это может происходить, когда струи сталкиваются с горячим газом в пустотах между галактиками в скоплении.
«Это открытие дало нам уникальную возможность изучить физику ГРГ в необычайных подробностях», — сказал Торат. «Результаты исследования бросают вызов существующим моделям и предполагают, что мы пока не понимаем большую часть сложной физики плазмы, действующей в этих экстремальных галактиках».
Большинство известных GRG были обнаружены в северных широтах с помощью европейских телескопов, в то время как южное небо остается относительно неисследованным для таких гигантских объектов. Однако Инкатазо не одинок. Это третий GRG, обнаруженный на небольшом участке неба, размером примерно с пять полных лун, который астрономы называют «КОСМОС».
Когда международная группа астрономов под названием «MIGHTEE» наблюдала COSMOS с помощью телескопа MeerKAT, они сразу же заметили еще две ГРГ и опубликовали свои выводы в 2021 году.
Инкатазо был недавно замечен в ходе последующих наблюдений с помощью MeerKAT, который эксплуатируется Южноафриканской радиоастрономической обсерваторией.
«Тот факт, что мы обнаружили три ГРГ, направив MeerKAT на один участок неба, показывает, что в южном небе, вероятно, есть огромный клад неоткрытых ГРГ», — сказала Хасинта Делхаиз из Кейптаунского университета, которая руководила публикацией 2021 года. «MeerKAT невероятно мощный и находится в идеальном месте, поэтому он отлично подготовлен к тому, чтобы раскрыть их и узнать о них больше».
Будучи предшественником антенной решетки Square Kilometer Array (SKA), которая должна начать работу в конце этого десятилетия, MeerKAT обеспечивает беспрецедентную чувствительность и разрешение, позволяя совершать такие открытия, как Inkathazo.
«Мы вступаем в захватывающую эру радиоастрономии», — сказала Делхаиз. «В то время как MeerKAT продвинул нас дальше, чем когда-либо прежде, SKA позволит нам раздвинуть эти границы еще дальше и, как мы надеемся, разгадать некоторые тайны, окружающие загадочные объекты, такие как гигантские радиогалактики».
