Astronomiczny Obiekt Miesiąca: Sierpień 2021
< poprzedni Archiwum następny >
J0028+0035 - radiogalaktyka fidget spinner
Fidget spinner to spopularyzowana w 2017 r. zabawka zręcznościowa składająca się zazwyczaj z
czterech łożysk połączonych wytrzymałym plastikiem, przypominająca swym kształtem trójkąt z
centralnym łożyskiem służącym jako uchwyt.
Radioastronomowie w mapowaniu nieba korzystają z potężnych radioteleskopów – w podobny sposób, jak
przeprowadza się obserwacje teleskopami optycznymi, na przykład przy użyciu Kosmicznego Teleskopu Hubble'a,
wykonującego zdjęcia gwiazd i galaktyk. Obrazy wykonane za pomocą teleskopu radiowego prezentują
jednak niebo zupełnie inaczej. Na „niebie radiowym” gwiazdy i galaktyki nie są widoczne bezpośrednio.
Widać na nim liczne złożone struktury połączone z supermasywnymi czarnymi dziurami w centrach galaktyk.
Większość pyłu i gazu otaczającego supermasywną czarną dziurę zostaje przez nią pochłonięta, ale część
materii może zostać z bardzo dużą prędkością wyrzucona w przestrzeń kosmiczną. Naładowane cząstki tej materii,
poruszające się w słabym polu magnetycznym, tworzą rozległe struktury – radiogalaktyki, które możemy obserwować
właśnie dzięki radioteleskopom.
Rysunek 1: Cygnus A – obraz typowej
radiogalaktyki. Jądro radiowe znajdujące się w centrum niezbyt odległej galaktyki (przesunięcie
ku czerwieni z ~ 0,06) jest stowarzyszone z supermasywną (ok. 2,5 miliardów mas Słońca) czarną dziurą.
Emanują z niego w przeciwnych kierunkach, nie zawsze dobrze widoczne, strugi naładowanych
relatywistycznych cząstek, które są zakończone gorącymi plamami. Z gorących plam materia dyfunduje
w kierunku centrum obiektu, tworząc olbrzymie, ekspandujące płaty. Rozmiar radiogalaktyki (mierzony
pomiędzy gorącymi plamami) wynosi ok. 400 tysięcy lat świetlnych. Źródło: kompozycja własna na
podstawie obserwacji VLA
przedstawionych w pracy: Perley, R. A., Dreher, J. W., Cowan, J. J., 1984, ApJ, 285L, 35.)
.
Rysunek 2: Lewa strona: mapa radiogalaktyki
J0028+0035 z nietypową potrójną strukturą w centrum, uzyskana na 323 MHz interferometrem
GMRT. Jej rozmiar wynosi około
3,8 milionów lat świetlnych (dla porównania – odległość Galaktyki i M31 wynosi około 2,5 miliona
lat świetlnych). Prawa strona: fidget spinner – popularna zabawka zręcznościowa przypominająca
swym kształtem centralną strukturę radiogalaktyki J0028+0035. Źródło: kompozycja własna na
podstawie danych zawartych w publikacji zespołu oraz dostępnych w Internecie.
Na pierwszym obrazku przedstawiona jest typowa radiogalaktyka. Składa się ona z centralnego jądra, cienkich strug relatywistycznej materii zakończonych gorącymi plamami i olbrzymich płatów. Tytułowa radiogalaktyka J0028+0035 posiada w centrum trzy składniki, których morfologia przypomina właśnie fidget spinnera. Centralny składnik widoczny po lewej stronie to odległy blazar niezwiązany fizycznie z pozostałymi, widocznymi na mapie, obiektami. Dwa pozostałe składniki znajdujące się po prawej stronie, widoczne lepiej w większym powiększeniu na następnym obrazku, stanowią miniaturową radiogalaktykę składającą się z jądra i płatów. J0028+0035 należy do rzadkiej klasy radiogalaktyk restartujących – to dwie struktury w jednej radiogalaktyce, posiadającej składniki pochodzące z dwóch różnych cyklów aktywności centralnego obiektu.
W oparciu o dane radiowe z szerokiego zakresu od 74 MHz do 14 GHz udało się określić parametry fizyczne (takie jak ciśnienie, gęstość, szybkość propagacji, wiek) struktur radiowych J0028+0035. Wiek zewnętrznych – starych – płatów wynosi 245 milionów lat, a wewnętrznych – młodych – tylko 3,6 miliona lat. Pomiędzy pierwszą i drugą fazą aktywności nastąpił 11-milionowy okres uśpienia. Po więcej szczegółów odsyłamy do oryginalnej publikacji.
Dodatkowo, w ramach „zabawy” z radiogalaktykami, zapraszamy do „Radio Galaxy Zoo: LOFAR”, które jest częścią projektu Zooniverse, największej i najpopularniejszej na świecie platformy badań naukowych opartych na zaangażowaniu społeczeństwa. Uczestnicząc w projekcie „LOFAR Radio Galaxy Zoo” można wziąć udział w ekscytującej naukowej przygodzie i pomóc profesjonalnym radioastronomom w eksploracji Wszechświata.
Rysunek 3. Centrum radiogalaktyki J0028+0035.
Lewa strona: w kolorach - mapa indeksu spektralnego (czyli ważonego stosunku promieniowania na
dwóch częstotliwościach radiowych) pomiędzy 1,5 i 3 GHz, kontury – promieniowanie na 3 GHz.
Obszary w kolorze pomarańczowym odpowiadają cząstkom bardziej energetycznym, a w kolorze
granatowym mniej energetycznym. Prawa strona: Mapa centrum na 5,5 GHz wykonana z lepszą zdolnością
rozdzielczą niż ta widoczna po lewej stronie. Krzyż z lewej strony wskazuje pozycję odległego
blazara znajdującego się na przesunięciu ku czerwieni z=0,7. Krzyż z prawej strony wskazuje
pozycję jądra radiowego stowarzyszonego z galaktyką SDSS J002838.86+003539.7 położoną na
przesunięciu ku czerwieni z=0,4. Rozmiar wewnętrznej struktury – od krańca jednego do krańca
drugiego płata – wynosi około 320 tysięcy lat świetlnych (dla porównania: rozmiar Galaktyki wynosi
około 100 tysięcy lat świetlnych). Źródło: kompozycja własna na podstawie publikacji zespołu.
Oryginalna publikacja: Marecki, A., Jamrozy, M., Machalski, J., Pajdosz-Śmierciak, U., Multifrequency study of a double-double radio galaxy J0028+0035, 2021, MNRAS, 501, 853.
Przedstawione wyniki są częścią badań prowadzonych w Zakładzie Astronomii Gwiazdowej i Pozagalaktycznej oraz Zakładzie Radioastronomii i Fizyki Kosmicznej Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie. Zostały uzyskane przy finansowym wsparciu Narodowego Centrum Nauki w ramach grantu NCN 2018/29/B/ST9/01793.
|
Marek Jamrozy Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Jagiellońskiego M.Jamrozy [at] oa.uj.edu.pl |
|
