Astronomii descoperă o galaxie radio cu patru episoade de activitate a jeturilor
O echipă de astronomi a identificat ceea ce ar putea fi primul exemplu al unei noi clase de galaxii radio, în care gaura neagră centrală a lansat jeturi puternice de particule în patru ocazii separate. Observațiile de înaltă rezoluție realizate cu Giant Metrewave Radio Telescope, împreună cu date de la MeerKAT și Very Large Array, au relevat patru perechi de structuri radio dispuse simetric în jurul galaxiei centrale. Un articol care descrie descoperirea a fost publicat pe serverul de preprint arXiv pe 8 septembrie.
Jeturi care se activează repetat
Galaxiile radio sunt un tip de nucleu galactic activ în care o gaură neagră supermasivă centrală lansează jeturi puternice de particule, vizibile în unde radio. Cea mai puternică clasă, cunoscută drept FR II, produce puncte fierbinți luminoase acolo unde jeturile lovesc gazul din jur, formând structuri care se pot întinde pe milioane de ani-lumină.
Într-un subset mic al acestor galaxii, gaura neagră centrală pare să își activeze jeturile de mai multe ori. Fiecare episod de activitate lasă în urmă propria pereche de puncte fierbinți, cele mai vechi aflându-se mai departe de centru, iar cele recente mai aproape. Galaxiile cu două astfel de episoade sunt cunoscute ca galaxii radio dublu-duble, cu aproximativ 192 de exemple. Cele cu trei episoade sunt mult mai rare, cu doar șapte exemple cunoscute sau candidate. Până acum, nicio galaxie nu fusese găsită cu patru episoade confirmate.
Vârsta și distanța structurilor
Echipa condusă de Pavan Vijay Khadekar de la Indian Institute of Science Education and Research din Pune a studiat sursa radio J023721.13−010528.5, găzduită de o galaxie eliptică masivă la redshift 0,372. Combinând observații de la trei telescoape la multiple frecvențe radio, cercetătorii au identificat patru perechi distincte de puncte fierbinți, etichetate N1–N4 și S1–S4, dispuse de la interior spre exterior.
Au calculat distanța fizică a fiecărui punct față de centru și, presupunând o viteză tipică a jetului, au estimat vârstele cinematice ale perechilor. De asemenea, au derivat vârstele spectrale, analizând cât de mult s-a învechit și s-a accentuat culoarea radio în timp. Pentru a exclude explicația alternativă a unor noduri aleatorii într-un jet continuu, au efectuat teste independente. Nodurile unui singur jet ar trebui să aibă vârste aproape identice, în timp ce episoadele separate ar trebui să arate vârste crescătoare cu distanța.
Cele patru perechi au vârste spectrale între 4,5 și 20,5 milioane de ani, iar vârsta crește clar cu distanța față de centru, exact modelul așteptat pentru episoade secvențiale. Calitatea observațiilor este mai slabă pe partea sudică, mai fainte, în special pentru S3, ceea ce duce la incertitudini mai mari pe acea parte.
Un test statistic și o galaxie „cvadruplu-dublă”
Un test statistic de simetrie a arătat că explicația celor patru episoade separate este de aproximativ 3 milioane de ori mai probabilă decât cea a nodurilor aleatorii. Echipa a concluzionat că sursa prezintă patru episoade distincte de activitate, propunând termenul de galaxie radio cvadruplu-dublă.
Cercetătorii au mai descoperit că axele perechilor succesive de puncte fierbinți se rotesc în sens invers acelor de ceasornic, cu o deviație de −7° pentru N2-S2, −16° pentru N3-S3 și −24° pentru N4-S4. Aceasta indică faptul că axa de rotație a găurii negre centrale oscilează lent în timp. Rotația progresivă este consistentă cu morfologia în formă de S a jeturilor. Cu o întindere de aproximativ 3,9 milioane de ani-lumină, este a doua cea mai mare sursă radio în formă de S cunoscută. Astfel de galaxii uriașe ar putea fi cele mai bune locuri pentru a căuta mai multe sisteme rare cu episoade multiple.
