Астрономы нашли рекордно компактный радиокруг за пределами известных масштабов

Международная группа астрономов под руководством М. Полетты из Национального института астрофизики Италии (INAF) обнаружила новый потенциальный объект класса странных радиокругов (Odd radio circle, ORC), получивший обозначение J1248+4826. Эта необычная структура, отличающаяся исключительной компактностью, была найдена при анализе данных обзора неба, выполненного телескопом LOFAR. Исследование, подробно излагающее открытие, опубликовано на сервере препринтов arXiv.

Астрономическое сообщество продолжает разгадывать тайну одного из самых интригующих классов космических объектов, впервые описанных в 2021 году, странных радиокругов. Эти гигантские кольцеобразные структуры, видимые исключительно в радиодиапазоне и не проявляющие себя на других длинах волн, ставят под сомнение привычные представления об эволюции галактик и физике межгалактической среды. Новый кандидат на звание такого кольца, источник J1248+4826, обнаруженный в ходе анализа данных обзора LOFAR, оказался обладателем уникальных свойств, которые могут расширить или даже пересмотреть классификацию этих загадочных образований.

Главная особенность нового кандидата — это его необычайно малые для подобных структур размеры. В то время как ранее известные странные радиокруги имеют диаметры, достигающие сотен килопарсеков, кольцевая структура J1248+4826 простирается всего на 30 тысяч парсеков в поперечнике, что делает его самым компактным претендентом на роль ORC из всех обнаруженных на сегодняшний день. Для сравнения, ранее зафиксированные радиусы таких кругов колебались от 44 до 365 килопарсеков. Правда, вокруг этого компактного круга была замечена слабая диффузная оболочка, размер которой достигает уже более привычных 100 килопарсеков, что сближает новый объект с остальным семейством.

Настоящей загадкой для исследователей стало расположение J1248+4826 относительно предполагаемой родительской галактики. Вопреки всем предыдущим примерам, где галактика раннего типа с огромной массой (в сотни миллиардов солнечных) располагалась точно в центре радиокруга, в данном случае хозяин структуры обнаружен не в середине, а на краю.

Природа происхождения странных радиокругов до сих пор остается предметом острых научных дискуссий. Существует несколько основных гипотез: от остатков намагниченной плазмы, выброшенной сверхмассивной черной дырой, до последствий мощных вспышек звездообразования или слияний групп галактик. Авторы нового исследования провели тщательный анализ, чтобы проверить, можно ли объяснить J1248+4826 другими известными классами диффузного радиоизлучения.

Например, радио-гало скоплений галактик или мини-гало имеют сходные размеры и светимость, но их ключевое отличие заключается в распределении яркости: гало достигают пика в центре, тогда как ORC представляют собой круги с максимальной яркостью именно по краям. Кольцевая морфология J1248+4826 гораздо лучше соответствует второй картине, однако ее смещенное положение и малый размер сильно затрудняют однозначную классификацию, и ученые не исключают, что имеют дело с совершенно новым, ранее не описанным типом диффузных радиоисточников.

Чтобы разобраться в происхождении структуры, команда астрономов проверила гипотезу о радиодолях — протяженных областях излучения, создаваемых джетами активных галактических ядер. В некоторых случаях, при наблюдении под определенным углом, такие доли могут создавать иллюзию круга.

Однако у J1248+4826 отсутствует вторая доля, нет и признаков того, что структура в настоящее время питается энергией от черной дыры или является умирающей радиогалактикой. Исследователи пришли к выводу, что наиболее правдоподобным сценарием выглядит следующее: старая радиоплазма, оставшаяся от давней активности ядра галактики, получила новую энергию от ударных волн.

Эти волны, в свою очередь, были порождены динамическими процессами в группе галактик — взаимодействиями, слияниями или турбулентностью движения. Таким образом, именно окружающая групповая среда, по-видимому, сыграла решающую роль в формировании этого компактного радиокруга.

Таким образом, открытие J1248+4826 ставит перед астрономией сразу несколько важных вопросов. Если природа этого объекта как странного радиокруга подтвердится, это не только сместит известный диапазон физических размеров в сторону значительно меньших значений, но и укажет на то, что компактные ORC могут встречаться чаще, чем предполагалось ранее, однако их обнаружение затруднено из-за малых угловых размеров.

Для окончательного решения необходимы дальнейшие наблюдения, включая спектральное картирование, измерения поляризации и рентгеновские данные, которые позволят отличить предложенный сценарий с ударным перезапуском плазмы от альтернативных объяснений и понять истинную роль этих объектов в жизненном цикле радиоплазмы в галактических системах.