Спиральная галактика Араиш оказалась обладательницей гигантского радиоджета
Космос полон галактик, каждая из которых обладает уникальным характером и историей. Среди величественных спиралей, эллиптических гигантов и неправильных карликов иногда встречаются настоящие гибриды, бросающие вызов устоявшимся классификациям. Одним из таких объектов является галактика NGC 5938 (или ESO 99-7, AM 1531-664, IRAS15317-6641, PGC 55582), известная под поэтическим названием Араиш, что в переводе с языка урду (также известного как лашкари в Пакистане и Индии) означает «украшение».
Расположенная на расстоянии примерно 86,7 миллионов световых лет от нас, эта спиральная галактика с перемычкой давно привлекала внимание астрономов своей активной областью звездообразования и необычным радиоизлучением. Недавние наблюдения, проведенные международной группой ученых, позволили приоткрыть завесу тайны над природой этого излучения и обнаружить у галактики черту, крайне нетипичную для ее спиральной формы. Оказалось, что Араиш является обладательницей мощного радиоджета, что ставит ее в ряд редких космических объектов. Результаты этого исследования были представлены научной общественности на сервере препринтов arXiv.
Исследовательская группа под руководством Хины Закир из Университета Западного Сиднея в Австралии поставила перед собой цель детально изучить происхождение радиоизлучения от галактики Араиш. Для этого они применили метод многоволновых наблюдений, используя данные сразу нескольких передовых обсерваторий и телескопов. Основой для открытия послужили свежие данные обзора EMU, выполняемого с помощью австралийского телескопа ASKAP. Эти наблюдения были дополнены информацией из обзора RACS, а также инфракрасными данными телескопа WISE, оптическими изображениями высокой четкости от DECaPS2 и рентгеновскими данными обсерватории eROSITA. Такой комплексный подход позволил ученым увидеть галактику в разных спектральных диапазонах и составить полную картину происходящих в ней процессов.
Ключевым результатом исследования стало обнаружение четко выраженного протяженного радиоджета, исходящего из центра Араиш. Анализ радиоизлучения показал, что оно имеет так называемый «крутой» спектральный индекс (приблизительно -1,2). Эта характеристика является верным признаком синхротронного излучения — процесса, при котором заряженные частицы, разогнанные до околосветовых скоростей, испускают энергию в радиодиапазоне.
Именно синхротронное излучение является главной визитной карточкой релятивистских джетов, вырывающихся из окрестностей сверхмассивных черных дыр. Сам джет простирается в пространстве перпендикулярно основной плоскости галактики, достигая в длину внушительных 26 700 световых лет, что составляет более четверти диаметра всего Млечного Пути.
Дальнейший анализ подтвердил, что источником этой активности является ядро галактики. Исследователи обнаружили, что само ядро Араиш имеет спектральный индекс -0,7, что напрямую указывает на активность его центрального сверхмассивного объекта. Это заключение также подтвердилось рентгеновскими наблюдениями: излучение в рентгеновском диапазоне оказалось сконцентрировано в области ядра и совпадало с радиоконтурами джета.
Светимость Араиш в мягком рентгеновском диапазоне была оценена примерно в 3,4 дуодециллиона эрг в секунду, что хорошо согласуется с ожидаемыми значениями для галактик с подобным темпом звездообразования, который в данном случае составляет около 0,58 массы Солнца в год. Это указывает на то, что рентгеновское излучение частично порождается населением рентгеновских двойных звезд и газом, нагретым звездными ветрами и вспышками сверхновых.
Совокупность всех полученных данных рисует портрет уникальной галактики. Араиш представляет собой спиральную систему с перемычкой, в диске которой активно рождаются новые звезды. Однако в ее центре находится активное ядро, которое питает мощный релятивистский джет, вырывающийся далеко за пределы родительской галактики. Такое сочетание — спиральная морфология и крупномасштабные радиоджеты, является большой редкостью. Подобные объекты известны как спиральные двойные радиоисточники, связанные с ядрами галактик (DRAGN, double radio-source associated with galactic nuclei) и открытие нового представителя этого класса само по себе является значимым событием.
Авторы исследования приходят к выводу, что NGC 5938 (Араиш) следует классифицировать именно как новый пример спирального DRAGN. Это открытие не только расширяет список подобных гибридных галактик, но и демонстрирует огромный потенциал новых обзоров, таких как EMU. Астрономы надеются, что дальнейшие систематические поиски с использованием возможностей современных радиотелескопов позволят обнаружить гораздо больше спиральных DRAGN. Изучение этих редких объектов имеет ключевое значение для понимания того, как активность центральной черной дыры может влиять на эволюцию галактики, не разрушая при этом ее изящную спиральную структуру, и какую роль такие процессы играют в жизни Вселенной.