Przejdź do treści

Galaktyka niczym fidget spinner, czyli kosmiczne pareidolie

Centrum radiogalaktyki J0028+0035. Lewa strona: w kolorach - mapa indeksu spektralnego (czyli ważonego stosunku promieniowania na dwóch częstotliwościach radiowych) pomiędzy 1,5 i 3 GHz, kontury – promieniowanie na 3 GHz

Fidget spinner to spopularyzowana w 2017 roku zabawka zręcznościowa składająca się z czterech łożysk połączonych wytrzymałym plastikiem. Swoim kształtem przypomina trójkąt z centralnym łożyskiem służącym jako uchwyt. Polscy uczeni odkryli niedawno jej prawdziwie galaktyczny odpowiednik.

 

Typowy fidget spinner. Źródło: Andreas Lakso

Na ilustracji: Typowy fidget spinner. Źródło: Andreas Lakso

 

Radioastronomowie w mapowaniu nieba korzystają z potężnych radioteleskopów – w podobny sposób jak przeprowadza się obserwacje teleskopami optycznymi, na przykład przy użyciu Kosmicznego Teleskopu Hubble'a wykonującego zdjęcia gwiazd i galaktyk. Obrazy wykonane za pomocą teleskopu radiowego prezentują jednak niebo zupełnie inaczej. Na „niebie radiowym” gwiazdy i galaktyki nie są widoczne bezpośrednio. Widać na nim liczne złożone struktury połączone z supermasywnymi czarnymi dziurami w centrach galaktyk. Większość pyłu i gazu otaczającego taką czarną dziurę zostaje przez nią pochłonięta, ale część materii może zostać z bardzo dużą prędkością wyrzucona w przestrzeń kosmiczną. Naładowane cząstki tej materii poruszające się w słabym polu magnetycznym tworzą rozległe struktury – radiogalaktyki, które możemy obserwować właśnie dzięki radioteleskopom.

 

Cygnus A – obraz typowej radiogalaktyki. Jądro radiowe znajdujące się w centrum niezbyt odległej galaktyki (przesunięcie ku czerwieni z ~ 0,06) jest stowarzyszone z supermasywną (ok. 2,5 miliardów mas Słońca) czarną dziurą.

Na ilustracji: Cygnus A – obraz typowej radiogalaktyki. Jądro radiowe znajdujące się w centrum niezbyt odległej galaktyki (przesunięcie ku czerwieni z ~ 0,06) jest stowarzyszone z supermasywną (ok. 2,5 miliardów mas Słońca) czarną dziurą. Emanują z niego w przeciwnych kierunkach, nie zawsze dobrze widoczne, strugi naładowanych relatywistycznych cząstek, które są zakończone gorącymi plamami. Z gorących plam materia dyfunduje w kierunku centrum obiektu, tworząc olbrzymie, ekspandujące płaty. Rozmiar radiogalaktyki (całej struktury) wynosi ok. 400 tysięcy lat świetlnych. Źródło: Very Large Array (5 GHz),

 

Lewa strona: mapa radiogalaktyki J0028+0035 z nietypową potrójną strukturą w centrum, uzyskana na 323 MHz interferometrem GMRT.

Rysunek 2: Lewa strona: mapa radiogalaktyki J0028+0035 z nietypową potrójną strukturą w centrum, uzyskana na 323 MHz interferometrem GMRT. Jej rozmiar wynosi około 3,8 milionów lat świetlnych (dla porównania – odległość Galaktyki i M31 wynosi około 2,5 miliona lat świetlnych). Prawa strona: fidget spinner – popularna zabawka zręcznościowa przypominająca kształtem centralną strukturę radiogalaktyki J0028+0035. Źródło: kompozycja własna na podstawie danych zawartych w publikacji zespołu oraz dostępnych w Internecie.


Na pierwszym obrazku przedstawiona jest typowa radiogalaktyka. Składa się ona z centralnego jądra, cienkich strug relatywistycznej materii zakończonych gorącymi plamami i olbrzymich płatów. Tytułowa radiogalaktyka J0028+0035 posiada w centrum trzy składniki, których morfologia przypomina właśnie fidget spinnera. Centralny składnik widoczny po lewej stronie to odległy blazar (rodzaj galaktyki aktywnej) niezwiązany fizycznie z pozostałymi widocznymi na mapie obiektami. Dwa pozostałe składniki znajdujące się po prawej stronie, widoczne lepiej w większym powiększeniu na następnym obrazku, stanowią miniaturową radiogalaktykę składającą się z jądra i płatów. J0028+0035 należy do rzadkiej klasy radiogalaktyk restartujących – to dwie struktury w zawarte w jednej, posiadającej składniki pochodzące z dwóch różnych cyklów aktywności centralnego obiektu.

Jeśli chodzi o sam rozpoznawalny dość dobrze kształt zabawki fidget spinner, można powiedzieć, że mamy tu przykład prawdziwie kosmicznej pareidolii, czyli doszukiwania się znajomych kształtów w różnych obiektach – w tym przypadku makroskopowych. Na tej samej zasadzie widzieliśmy już słynną twarz na Marsie, cały zbiór mgławic w kształcie zwierząt czy kosmiczną... rękę. Obraz tak zwanej „Ręki Boga” to odległa mgławica zasilana przez wirującą gwiazdę PSR B1509-58 (B1509). Gwiazda jest w rzeczywistości pulsarem, który ma zaledwie 19 km średnicy, ale jego gęstość jest ogromna. Prędkość wirowania obiektu jest tak duża, że obraca się 7 razy w ciągu sekundy i przy okazji przyspiesza cząstki do relatywistycznych prędkości, które uderzają w materię wyrzuconą w trakcie gwałtownej śmierci gwiazdy. Cząstki oddziałują z bardzo silnym polem magnetycznym otaczającym wyrzucany materiał, co powoduje emisję w zakresie rentgenowskim. Efektem jest obserwowana świecąca chmura, która kształtem przypomina otwartą (w naszym kierunku!) rękę.

 

Ręka kosmiczna
 

Na ilustracji: "Ręka Boga". Źródło: NuStar/NASA

 

Wróćmy już jednak do galaktyk i nauki – w oparciu o dane radiowe z szerokiego zakresu od 74 MHz do 14 GHz udało się określić parametry fizyczne (takie jak ciśnienie, gęstość, szybkość propagacji, wiek) struktur radiowych J0028+0035. Wiek zewnętrznych – starych – płatów wynosi 245 milionów lat, a wewnętrznych – młodych – tylko 3,6 miliona lat. Pomiędzy pierwszą i drugą fazą aktywności nastąpił zatem aż 11-milionowy okres uśpienia aktywności centralnej czarnej dziury. Po więcej szczegółów odsyłamy do oryginalnej publikacji.

Przedstawione wyniki są częścią badań prowadzonych w Zakładzie Astronomii Gwiazdowej i Pozagalaktycznej oraz Zakładzie Radioastronomii i Fizyki Kosmicznej Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie. Dodatkowo, w ramach „zabawy” z radiogalaktykami, zapraszamy do „Radio Galaxy Zoo: LOFAR”, które jest częścią projektu Zooniverse, największej i najpopularniejszej na świecie platformy badań naukowych opartych na zaangażowaniu społeczeństwa. Uczestnicząc w projekcie LOFAR Radio Galaxy Zoo można wziąć udział w ekscytującej naukowej przygodzie i pomóc profesjonalnym radioastronomom w eksploracji Wszechświata.

 

lofar galaxy zoo

Źródło: OA UJ/LOFAR

 

 

Czytaj więcej:


Źródło: OAUJ

Opracowanie: Elżbieta Kuligowska
 

Na ilustracji: Centrum radiogalaktyki J0028+0035. Lewa strona: w kolorach - mapa indeksu spektralnego (czyli ważonego stosunku promieniowania na dwóch częstotliwościach radiowych) pomiędzy 1,5 i 3 GHz, kontury – promieniowanie na 3 GHz. Obszary w kolorze pomarańczowym odpowiadają cząstkom bardziej energetycznym, a w kolorze granatowym mniej energetycznym. Prawa strona: Mapa centrum na 5,5 GHz wykonana z lepszą zdolnością rozdzielczą niż ta widoczna po lewej stronie. Krzyż z lewej strony wskazuje pozycję odległego blazara znajdującego się na przesunięciu ku czerwieni z=0,7. Krzyż z prawej strony wskazuje pozycję jądra radiowego stowarzyszonego z galaktyką SDSS J002838.86+003539.7 położoną na przesunięciu ku czerwieni z=0,4. Rozmiar wewnętrznej struktury – od krańca jednego do krańca drugiego płata – wynosi około 320 tysięcy lat świetlnych (dla porównania: rozmiar Galaktyki wynosi około 100 tysięcy lat świetlnych). Źródło: kompozycja własna na podstawie publikacji zespołu.

Reklama