Zespół naukowców odkrył galaktykę radiową o długości co najmniej 16 milionów lat świetlnych. Para plazmowych pióropuszy jest największą znaną do tej pory strukturą wytworzoną przez galaktykę. Odkrycie to obala niektóre długo utrzymywane hipotezy na temat wzrostu radiogalaktyk.
W centrach wielu galaktyk czai się supermasywna czarna dziura, która spowalnia narodziny gwiazd i tym samym silnie wpływa na cykl życia galaktyk jako całości. Czasem prowadzi to do burzliwych scen: czarna dziura może wytworzyć dwa strumienie, które katapultują budulec dla młodych gwiazd poza galaktykę z prędkością prawie równą prędkości światła. W tym gwałtownym procesie pył gwiezdny nagrzewa się tak bardzo, że rozpuszcza się w plazmie i świeci radiowo. Międzynarodowy zespół badaczy zebrał to promieniowanie za pomocą paneuropejskiego teleskopu LOFAR.
Rekordowa długość
Obraz dwóch pióropuszy plazmy jest wyjątkowy, ponieważ nigdy wcześniej naukowcy nie widzieli tak dużej struktury wytworzonej przez pojedynczą galaktykę. Odkrycie to pokazuje, że sfera wpływów niektórych galaktyk sięga daleko poza ich bezpośrednie otoczenie. Jak daleko, dokładnie? Trudno to określić. Zdjęcia astronomiczne są robione z jednego punktu widzenia (Ziemia), dlatego nie zawierają głębi. W rezultacie naukowcy mogą zmierzyć tylko część długości radiogalaktyki, co daje dolne oszacowanie jej całkowitej długości. Ale nawet ta dolna granica, wynosząca ponad 16 milionów lat świetlnych, jest ogromna i porównywalna do stu Dróg Mlecznych obok siebie.
Widoczna nieuzbrojonym radiowym okiem
Ponieważ Ziemia nie zajmuje szczególnego miejsca we Wszechświecie, nigdy nie było zbyt prawdopodobne, że tak duża struktura galaktyczna może znajdować się na naszym własnym podwórku. I rzeczywiście: radiowy gigant jest oddalony od nas o trzy miliardy lat świetlnych. Mimo tej oszałamiającej odległości, olbrzym ten jest tak duży na niebie, jak Księżyc – co wskazuje na to, że struktura ta musiała mieć rekordową długość. Fakt, że radiowe oczy teleskopu LOFAR dostrzegły olbrzyma dopiero teraz, wynika z tego, że pióropusze są stosunkowo słabe. Dzięki przetworzeniu zestawu interesujących obrazów w taki sposób, że subtelne wzory wyróżniały się, naukowcy nagle byli w stanie dostrzec giganta.
Olbrzym Alkyoneus
Naukowcy nazwali olbrzymią strukturę Alkyoneus, po synu Uranosa, greckiego pierwotnego boga nieba. Ten mitologiczny Alkyoneus był olbrzymem, który walczył z Heraklesem i innymi Olimpijczykami o władzę nad kosmosem. W znanym na całym świecie Ołtarzu Pergamońskim w Berlinie znajduje się rzeźba tego olbrzyma.
Upiorny taniec
Pióropusze Alkyoneusa mogą ujawnić informacje o nieuchwytnych włóknach Kosmicznej Sieci. Kosmiczna sieć to inna nazwa współczesnego, dojrzałego Wszechświata, który wygląda jak sieć nici i węzłów nazywanych przez astronomów odpowiednio włóknami i gromadami. Galaktyki we włóknach i gromadach są same wyraźnie widoczne, ale wykrycie ośrodka pomiędzy galaktykami udało się tylko w gromadach – poza kilkoma wyjątkami. Czy Alkyoneus mógłby to zmienić?
Ponieważ Alkyoneus, tak jak Droga Mleczna, zamieszkuje włókno, jego pióropusze odczuwają wiatr czołowo podczas przemieszczania się przez ten ośrodek. To subtelnie zmienia kierunek i kształt pióropuszy: wykonują one powolny taniec z niewidzialnym partnerem. Przez wiele lat naukowcy sugerowali, że kształt i ciśnienie w pióropuszach radiogalaktyk mogą być związane z własnościami włókna, ale nigdy wcześniej nie znaleźli przykładu, w którym związek ten jest tak prawdopodobny jak w przypadku Alkyoneusa. Mianowicie, pióropusze Alkyoneusa są tak duże i rzadkie, że otaczający je ośrodek może je stosunkowo łatwo formować.
Czarne dziury są podstawą kosmosu
Kosmiczna Sieć zachowuje swój kształt, ponieważ przyciągająca siła grawitacji jest kompensowana przez ciśnienie cieplne ośrodka we włóknach i gromadach. W ciągu ostatnich dwóch dekad stało się jasne, że świecący gwiezdny pył, który wyrzuca strumienie dżetów z galaktyk, utrzymuje ciepło w Sieci. W ten sposób centralne czarne dziury w galaktykach przyczyniają się do podtrzymania wielkoskalowej struktury naszego Wszechświata. Jest to szczególnie warte odnotowania, ponieważ czarne dziury są bardzo małe w porównaniu z włóknami i gromadami.
Tajemnicze pochodzenie
Co nadało Alkyoneusowi jego rekordową długość, na razie pozostaje tajemnicą. naukowcy początkowo myśleli o wyjątkowo masywnej czarnej dziurze, rozległej populacji gwiezdnej (a więc o dużej ilości pyłu gwiezdnego) lub wyjątkowo potężnych strumieniach dżetów. Co zaskakujące, Alkyoneus wydaje się być mniej niż przeciętny we wszystkich tych aspektach w porównaniu do swoich mniejszych sióstr i braci. Dlatego też zespół bada teraz, czy środowiska radiogalaktyk mogą wyjaśniać wzrost olbrzymów.
Więcej informacji:
Źródło: Universitet Leiden
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Na ilustracji: Radiogalaktyka Alkyoneus. Obraz obejmuje dane radiowe (LOFAR, kolor pomarańczowy) i podczerwone (WISE, kolor niebieski). Źródło: Universitet Leiden.
