Снимок скопления галактик SDSS J1531+3414 (далее SDSS 1531), сделанный широкоугольной камерой 3 (WFC3) Хаббла, является предметом данной статьи. Излучение в ближнем УФ-диапазоне (NUV), V-диапазоне, H-диапазоне и I-диапазоне показано синим, голубым, красным и желтым цветом соответственно. Скопление имеет замечательные дуги с сильными линзами, многочисленные эллиптические и спиральные галактики. Целью данной статьи является слияние эллиптических ярчайших галактик скопления (BCG). Слева направо на трех вставках показано более детальное изображение сливающихся эллиптических ядер и звездообразования типа «бусинки на веревке» в V-диапазоне, BCG во всех диапазонах и 19 разрешенных молодых звездных сверхскоплений в остальных диапазонах. каркас НУВ. Фото: arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2312.06762.
Астрономы обнаружили одно из самых мощных извержений черной дыры, когда-либо зарегистрированных. Этот мегавзрыв, произошедший миллиарды лет назад, может помочь объяснить формирование поразительного узора из звездных скоплений вокруг двух массивных галактик, напоминающих бусинки на нитке.
Это открытие было сделано в системе, известной как SDSS J1531+3414 (сокращенно SDSS J1531), которая расположена на расстоянии 3,8 миллиардов световых лет от Земли. Для этого исследования было использовано несколько телескопов, в том числе рентгеновская обсерватория НАСА «Чандра» и радиотелескоп «Low Frequency Array» (LOFAR).
SDSS J1531 — массивное скопление галактик, содержащее сотни отдельных галактик и огромные резервуары горячего газа и темной материи. В центре SDSS J1531 две крупнейшие галактики скопления сталкиваются друг с другом.
Эти сливающиеся гиганты окружены 19 большими скоплениями звезд, называемыми сверхскоплениями, расположенными в форме буквы S, напоминающими бусины на нитке. Команда астрономов использовала рентгеновские, радио и оптические данные, чтобы понять, как могла образоваться эта необычная цепочка звездных скоплений.
Их открытие доказательств древнего титанического извержения в SDSS J1531 дало жизненно важный ключ к разгадке. Извержение, вероятно, произошло, когда сверхмассивная черная дыра в центре одной из крупных галактик произвела чрезвычайно мощный выброс. Когда струя двигалась в пространстве, она отталкивала окружающий горячий газ от черной дыры, создавая гигантскую полость.
Осасе Оморуйи, возглавлявший исследование в Гарвард-Смитсоновском центре астрофизики, сравнил обнаружение этой полости с раскопками захороненного окаменелости. «Мы уже смотрим на эту систему такой, какой она существовала четыре миллиарда лет назад, вскоре после образования Земли», — сказала она. «Эта древняя полость, окаменелость воздействия черной дыры на родительскую галактику и ее окрестности, рассказывает нам о ключевом событии, которое произошло почти 200 миллионов лет назад в истории скопления».
Доказательством существования полости служат «крылья» яркого рентгеновского излучения, наблюдаемого с помощью «Чандры», прослеживающего плотный газ вблизи центра SDSS J1531. Эти крылья составляют край полости, а менее плотный газ между ними является частью полости. LOFAR показывает радиоволны от остатков энергичных частиц джета, заполняющих гигантскую полость. В совокупности эти данные представляют собой убедительное свидетельство древнего мощного взрыва.
Астрономы также обнаружили холодный и теплый газ, расположенный рядом с отверстием полости, обнаруженный с помощью Большой миллиметровой и субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA) и Северного телескопа Джемини соответственно. Они утверждают, что часть горячего газа, вытолкнутого из черной дыры, в конечном итоге остыла, образовав холодный и теплый газ. Команда считает, что приливные эффекты двух сливающихся галактик сжали газ по искривленным траекториям, что привело к формированию звездных скоплений по схеме «бусинки на нитке».
«Мы реконструировали вероятную последовательность событий в этом скоплении, которые произошли на широком диапазоне расстояний и во времени. Все началось с черной дыры диаметром в крошечную долю светового года, образующей полость шириной почти 500 000 световых лет. «, — сказал соавтор Грант Трамбле, также из CfA. «Это единственное событие положило начало формированию молодых звездных скоплений почти 200 миллионов лет спустя, каждое из которых имеет диаметр в несколько тысяч световых лет».
Оморуйи и ее коллеги видят только радиоволны и полость одной струи, но черные дыры обычно выпускают две струи в противоположных направлениях. Команда наблюдала радиоизлучение дальше от галактик, которое могло быть остатками второго джета, но оно не связано с обнаруженной полостью. Они предполагают, что радио- и рентгеновские сигналы от другого извержения могли исчезнуть до такой степени, что их невозможно было обнаружить.
«Мы думаем, что наши доказательства этого огромного извержения убедительны, но дополнительные наблюдения с Чандрой и LOFAR подтвердят это дело», — сказал Оморуйи. «Мы надеемся узнать больше о происхождении полости, которую мы уже обнаружили, и найти ожидаемую на другой стороне черной дыры».
Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal.
Информация от: Гарвард-Смитсоновским центром астрофизики.
