Przejdź do treści

Galaktyka zmienia klasyfikację, gdy strumień zmienia kierunek

Wizja artystyczna pokazująca aktywną supermasywną czarną dziurę ze strumieniem wystrzeliwanym na zewnątrz z prędkością niemalże światła.

Międzynarodowy zespół astronomów odkrył galaktykę, która zmieniła klasyfikację ze względu na wyjątkową aktywność w jej jądrze.

Galaktyka nazwana PBC J2333.9-2343 została wcześniej sklasyfikowana jako radiogalaktyka, ale nowe badania wykazały, że jest inaczej. Praca została opublikowana w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

PBC J2333.9-2343, znajdująca się w odległości 660 milionów lat świetlnych, została sklasyfikowana jako olbrzymia radiogalaktyka o średnicy 4 milionów lat świetlnych, w której jądrze znajduje się blazar.

Blazar to aktywne jądro galaktyki (AGN) z relatywistycznym strumieniem (dżet poruszający się z prędkością bliską prędkości światła) skierowanym w stronę obserwatora. Blazary są obiektami o bardzo wysokiej energii i są uważane za jedne z najpotężniejszych zjawisk we Wszechświecie. Badania pokazały, że w PBC J2333.9-2343 strumień zmienił drastycznie swój kierunek o kąt aż 90o, przechodząc od bycia w płaszczyźnie nieba, prostopadłej do naszej linii widzenia, do zwrócenia się bezpośrednio w naszą stronę.

Strumień blazara składa się z naładowanych cząstek elementarnych, takich jak elektrony lub protony, które poruszają się z prędkościami bliskimi prędkości światła. Poruszają się one po okręgu wokół silnego pola magnetycznego, powodując emisję promieniowania w całym spektrum elektromagnetycznym. Uważa się, że w PBC J2333.9-2343 strumień pochodzi z supermasywnej czarnej dziury w jej centrum lub z bliskiej okolicy.

Gdy strumień jest zwrócony w naszą stronę, emisja jest silnie wzmocniona i może z łatwością przekroczyć tę pochodzącą z reszty galaktyki. To z kolei napędza rozbłyski o dużej intensywności, silniejsze niż te pochodzące z innych radiogalaktyk, zmieniając w ten sposób jej klasyfikację.

Orientacja strumieni względem nas decyduje o tym, jak galaktyka jest klasyfikowana. Gdy dwa strumienie są zwrócone w stronę płaszczyzny nieba, galaktyka klasyfikowana jest jako radiogalaktyka, ale jeżeli jeden z dżetów jest skierowany w naszą stronę, wówczas AGN galaktyki jest znane jako blazar. Ze strumieniami w płaszczyźnie nieba i jednym skierowanym w naszą stronę, PBC J2333.9-2343 została przeklasyfikowana jako radiogalaktyka z blazarem w swoim centrum.

Zmiany kierunku strumieni były opisywane w przeszłości, na przykład w przypadku radiogalaktyk w kształcie litery X. Jest to pierwsza obserwacja takiego zjawiska, gdzie nie sugeruje ono obecności dwóch różnych faz aktywności dżetów z ich morfologii obserwowanej na częstotliwościach radiowych – wydaje się, że zmiana kierunku nastąpiła w tym samym wybuchu jądrowym pochodzącym z AGN.

Aby dowiedzieć się więcej o tej tajemniczej galaktyce, astronomowie musieli ją obserwować w szerokim zakresie widma elektromagnetycznego. PBC J2333.9-2343 zaobserwowano za pomocą teleskopów radiowych, optycznych, podczerwonych, rentgenowskich, ultrafioletowych i gamma. Dane uzyskano z niemieckiego 100-metrowego Radioteleskopu Effelsberg w Instytucie Radioastronomii Maxa Plancka, 1,3-metrowego optycznego teleskopu SMARTS Uniwersytetu Yale oraz Obserwatorium Swift.

Następnie zespół porównał właściwości PBC J2333.9-2343 z dużymi próbkami galaktyk blazarowych i nieblazarowych dostarczonych w ramach projektu ALeRCE (Automatic Learning for the Rapid Classification of Events) w Chile z danymi ze Zwicky Transient Facility (ZTF) i Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS).

Korzystając z danych obserwacyjnych, zespół stwierdził, że galaktyka ta ma jasny blazar w centrum, z dwoma płatami w zewnętrznych obszarach strumienia. Obserwowane płaty są związane ze starymi strumieniami i nie są już zasilane emisją z jądra, więc płaty te są reliktami dawnej aktywności radiowej. AGN nie napędza już płatów, jak to widać w typowych radiogalaktykach.

Zespół jeszcze nie wie, co spowodowało drastyczną zmianę kierunku strumienia. Spekulują, że mogło to być zdarzenie łączenia się z inną galaktyką lub innym stosunkowo dużym obiektem, albo silny wybuch aktywności w jądrze galaktyki po okresie uśpienia.

Dr Lorena Hernández-García, główna autorka artykułu i badaczka z Millenium Institute of Astrophysics, powiedziała: Zaczęliśmy badać tę galaktykę, ponieważ wykazywała ona szczególne właściwości. Nasza hipoteza była taka, że relatywistyczny strumień jej supermasywnej czarnej dziury zmienił kierunek i aby potwierdzić ten pomysł, musieliśmy przeprowadzić wiele obserwacji.

Fakt, że jądro nie zasila już płatów oznacza, że są one bardzo stare. Są reliktami dawnej aktywności, podczas gdy struktury zlokalizowane bliżej jądra reprezentują młodsze i aktywne strumienie – dodaje.

 

Więcej informacji:

Źródło: RAS

Opracowanie: Agnieszka Nowak

Na ilustracji: Wizja artystyczna pokazująca aktywną supermasywną czarną dziurę ze strumieniem wystrzeliwanym na zewnątrz z prędkością niemalże światła. Źródło: NASA/JPL-Caltech

Reklama