Наложение положений мазерного пятна H2O и континуального изображения радиокомпонента S1 NGC 1068 на частоте 21,9 ГГц. Изображение предоставлено: The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad864f
NGC 1068 — известная, относительно близкая, яркая галактика со сверхмассивной черной дырой в центре. Однако, несмотря на статус популярной цели астрономов, ее аккреционный диск скрыт густыми облаками пыли и газа. Внешний аккреционный диск имеет диаметр в несколько световых лет и усеян сотнями различных источников водяного мазера, которые на протяжении десятилетий намекали на существование более глубоких структур.
Мазеры — это отдельные маяки электромагнитного излучения, светящиеся в микроволновом или радиодиапазоне длин волн. В радиоастрономии водяные мазеры, наблюдаемые на частоте 22 ГГц, особенно полезны, поскольку они могут светить сквозь большую часть пыли и газа, которые заслоняют оптические длины волн.
Международная группа астрономов и студентов под руководством астронома Джека Галлимора из Университета Бакнелла приступила к наблюдению NGC 1068 с двумя целями: астрометрическое картирование радиоконтинуума галактики и измерение поляризации ее водных мазеров.
«NGC 1068 — это что-то вроде VIP среди активных галактик», — говорит соавтор CM Виолетт Импеллицзери. «Она необычайно мощная, с черной дырой и аккреционным диском, направленным к краю. И поскольку она находится так близко, она изучена очень и очень подробно». Однако Галлимор и его команда решили взглянуть на NGC 1068 с совершенно новой точки зрения. Ее статья была опубликована в The Astrophysical Journal Letters.
Наблюдения этого типа проводились с помощью недавно модернизированной высокочувствительной решетки (HSA), которая состоит из телескопов NSF NRAO на Очень большой решетке Карла Дж. Янски, Очень длинной базовой линии и телескопе Грин-Бэнк, которые объединены в сеть и Complete поддерживаются NSF NRAO.
Измерив поляризацию водных мазеров, а также континуум радиоизлучения NGC 1068, команда создала карту, которая показывает компактный радиоисточник, ныне известный как NGC 1068*, а также загадочные обширные структуры более слабых излучений.
Картирование астрометрического распределения NGC 1068 и ее водных мазеров показало, что они распределены вдоль структурных нитей. «Что на самом деле выяснилось из этих новых наблюдений, так это то, что эти нити каповых пятен нанизаны, как бусинки на нитку», — резюмировал Галлимор.
Команда была поражена, увидев, что существует явное смещение (угол сдвига) между радиоконтинуумом, показывающим структуры в ядре галактики, и расположением самих мазеров. «Конфигурация нестабильна, поэтому мы, вероятно, наблюдаем источник магнитно-активируемого истечения».
Измерения HSA поляризации этих водных мазеров выявили поразительные доказательства наличия магнитных полей. «Никто никогда не видел поляризации в водных мазерах за пределами нашей галактики», — подчеркнул Галлимор. Подобно петлеобразным структурам, которые можно рассматривать как выступы на поверхности нашего Солнца, картина поляризации этих водных мазеров ясно указывает на то, что магнитные поля также лежат в основе этих структур масштаба светового года.
«Если вы посмотрите на нити и увидите, что векторы поляризации перпендикулярны им, это ключ к подтверждению того, что они представляют собой структуры с магнитным приводом. «Это именно то, чего и следовало ожидать», — заключает Галлимор.
Откройте для себя новейшие достижения науки, технологий и космоса благодаря более чем 100 000 подписчиков, которые ежедневно получают информацию от Phys.org. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получайте ежедневные или еженедельные новости о прорывах, инновациях и важных результатах исследований.
Предыдущие исследования региона предполагали закономерности, обычно связанные с магнитными полями, но такие выводы до недавнего времени оставались за пределами досягаемости наблюдательных технологий. «Только HSA обладает необходимой комбинацией разрешения и чувствительности к изображению магнитных полей с поляризованным светом», — говорит Галлимор.
Импеллицзери добавил: «Объекты NSF-NRAO претерпели многочисленные модернизации. Все телескопы были значительно улучшены. И это была одна из причин, почему мы решили, что стоит повторить эти наблюдения, а не просто возвращаться к ним. Архив заключался в том, что мы знали, что теперь получим гораздо более качественные данные.
Их результаты свидетельствуют о наличии компактного центрального радиоисточника (сверхмассивная черная дыра галактики), поляризации мазера чистой воды, указывающей на структуру магнитных полей NGC 1068, и впечатляющих расширенных особенностей в континууме радиочастот. В совокупности эти результаты позволяют предположить, что магнитные поля являются основной движущей силой этих явлений.
Однако многие загадки все еще остаются. Например, на карте радиоконтинуума есть размытый, слабый выступ, который команда назвала «лисий хвост», и который простирается на север от центральной области.
Галлимор говорит: «Когда мы намеревались это сделать, мы сказали: «Давайте посмотрим, сможем ли мы действительно расширить границы и получить хорошие данные о континууме и поляризации». И обе цели увенчались успехом. С помощью высокочувствительной матрицы NSF NRAO мы впервые обнаружили поляризацию водного мегамазера, а также создали поистине удивительную карту континуума, над которой мы все еще думаем».
Информация от: Национальной радиоастрономической обсерваторией.
