Дивне радіоджерело VLSS J0318.9+5755, що має форму музичного знака й отримало прізвисько «Скрипковий ключ», виявилося світінням давнього спалаху надмасивної чорної діри в масивному скупченні галактик, прихованому за пиловим диском Чумацького Шляху. Про це повідомляє команда астрономів у матеріалі на Sci.News.
Композитне зображення «Скрипкового ключа» та пов’язаного з ним скупчення поєднує рентгенівські дані обсерваторій Chandra та eROSITA, радіоспостереження з масиву LOFAR і інфрачервоні дані телескопа UKIRT. Разом вони показують складну структуру джерела та середовища, у якому воно розташоване.
Як знайшли «Скрипковий ключ» за Чумацьким Шляхом
VLSS J0318.9+5755 привернув увагу доктора Андреа Боттеона (Andrea Botteon) з Італійського національного інституту астрофізики (INAF) та його колег під час аналізу даних огляду неба на низьких частотах LOFAR Two-meter Sky Survey. Через петлеподібну, ниткоподібну форму об’єкт отримав неофіційну назву «Treble Clef» — «Скрипковий ключ».
Це джерело відоме ще з 1960-х років: його фіксували в кількох радіооглядах. Через близькість до площини Галактики його колись підозрювали в тому, що це пульсар. У 2004 році одна з робіт попередньо пов’язала його зі скупченням галактик, але детального вивчення тоді не проводили.
Скупчення галактик за пиловим диском
Нове дослідження спирається на спостереження з Гігантського метрового радіотелескопа (GMRT), низькочастотні дані LOFAR, а також рентгенівські спостереження з орбітальної обсерваторії Chandra та телескопа SRG/eROSITA. Команда Боттеона змогла підтвердити, що за радіоджерелом справді розташоване масивне скупчення галактик.
Скупчення міститься приблизно за 1,5 мільярда світлових років від нас. Сам «Скрипковий ключ» простягається на близько 2,5 мільйона світлових років і складається з тонких радіониток. Його радіоспектр дуже «крутий» — інтенсивність різко падає на вищих частотах, що вказує на старе, вже «вицвіле» випромінювання.
Астрономи класифікують цей об’єкт як радіо фенікс — давню плазму від попереднього викиду струменів чорної діри, яку знову «розпалили» процеси в скупченні, й вона знову засяяла в радіодіапазоні. Вік цієї плазми оцінюють приблизно у 190–200 мільйонів років.
Двоступеневе народження радіо фенікса
За інтерпретацією дослідників, формування «Скрипкового ключа» відбувалося у два етапи. Спочатку надмасивна чорна діра в центрі однієї з галактик скупчення пережила потужний спалах активності. Її струмені викинули хмари заряджених частинок і магнітних полів на швидкостях, близьких до швидкості світла.
Цей «космічний крещендо» спочатку створив яскраве радіовипромінювання. З часом частинки втратили енергію, і джерело поступово згасло. Однак далі, коли два скупчення галактик зіткнулися, газові потоки в зоні зіткнення стиснули або повторно енергізували цю стару хмару плазми.
Унаслідок цього вона знову стала яскравою в радіодіапазоні, набувши характерної петлеподібної форми. Дослідники припускають, що важливу роль у цьому відіграли ударні хвилі, подібні до звукових ударів від надзвукових літаків, але в масштабах скупчення галактик.
Що означає це відкриття
«Скрипковий ключ» демонструє, як давні сліди активності надмасивних чорних дір можуть «оживати» під час зіткнень скупчень галактик і ставати помітними в радіодіапазоні навіть крізь пиловий диск Чумацького Шляху. Такі об’єкти допомагають вивчати еволюцію плазми, магнітних полів і ударних хвиль у великих космічних структурах.
Робота команди буде опублікована в журналі Astronomy & Astrophysics. Попередня версія статті доступна в архіві arXiv під назвою «The Treble Clef radio phoenix and its old nonthermal filaments».