Galaktyka zmienia klasyfikację, gdy strumień zmienia kierunek
Międzynarodowy zespół astronomów odkrył galaktykę, która zmieniła klasyfikację ze względu na wyjątkową aktywność w jej jądrze.
Wizja artystyczna pokazująca aktywną supermasywną czarną dziurę ze strumieniem wystrzeliwanym na zewnątrz z prędkością niemalże światła.
Źródło: NASA/JPL-Caltech
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.
Dodaje: 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.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
.jpg)
