Мрежа от телескопи, взираща се в дълбокия Космос в продължение на години, произведе някои от най-впечатляващите и детайлни снимки, които някога сме виждали на други галактики.

От една страна, тези фотографии са изключително красиви, а от друга, разкриват в безпрецедентни детайли подробности за тези гигантски космически обекти и хвърлят повече светлина за начините, по които галактиките работят като цяло. Направените до момента констатации са публикувани в специален брой на „Астрономия и астрофизика“ (Astronomy & Astrophysics).

Наблюденията са направени с помощта на LOFAR - най-голямата нискочестотна мрежа от радио телескопи, работеща в момента на Земята. Тя може да комбинира наблюдения от около 70 000 антени, разпространени в цяла Европа, като използва техника, наречена радиоинтерферометрия, за да направи някои от най-чувствителните радио наблюдения въобще на нощно небе.

Новите наблюдения разкриват повече информация за Вселената и същевременно постигат нещо невероятно – резолюцията на изображенията е 20 пъти по-висока от обикновеното. Това е така, тъй като стандартните операции с LOFAR се извършват единствено чрез антени в Нидерландия, където е и централата на това сътрудничество.

Източник: N. Ramírez-Olivencia et al.; NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration and A. Evans (UVA Charlottesville/NRAO/Stony Brook University); R. Cumming)

Тъй като антените са разпръснати из 120-километров регион, „апертурата“ на телескопа е 120-километрова. При новите наблюдения международното сътрудничество е използвало целия набор от Европа, което прави радио телескопа 2000-километров.

"Нашата цел е това да позволи на научната общност да използва цялата европейска мрежа от телескопи LOFAR за собствената си наука, без да се налага да прекарват години, за да станат експерти", каза астрономът Леа Морабито от университета Дърам във Великобритания.

Девет статии в специалния брой на „Астрономия и астрофизика“ са посветени на едно от най-удивителните явления, свързани с поведението на галактиките - релативистичните струи частици, изхвърляни в междугалактическото пространство от активни свръхмасивни черни дупки в центровете им.

Източник: A. Kappes

Те са невидими в оптичните дължини на вълните, но в радиовълните блестят, което означава, че радиоизображенията могат потенциално да ни покажат как струите се образуват и разпространяват.

Общоизвестно е, че след като нещо премине критичния праг, наречен хоризонт на събитията, нищо не може да избяга от гравитационното привличане на черна дупка. Но районът около активна черна дупка е изключително динамичен. Материалът се центрофугира в диск, който обикаля черната дупка и се излива в нея като вода в канализацията.

По някакъв начин малко количество от въртящия се материал от вътрешния ръб на този акреционен диск се насочва около външната страна на хоризонта на събитията към полюсите, където се изстрелва със скорости, които представляват значителен процент от скоростта на светлината. Учените смятат, че линиите на магнитното поле около черната дупка действат като синхротрон – те ускоряват тези частици, за да произвеждат относителни скорости.

Ето как изглеждат далечните струи при суперниски честоти. Източник: C. Groeneveld

Има много неща, които не разбираме в този процес, но новите данни, получени с LOFAR, помагат да разплетем част от мистерията..

„Тези изображения с висока разделителна способност ни позволяват да увеличим мащаба, за да видим какво се случва в действителност, когато свръхмасивните черни дупки изстрелват радио струи – нещо, което по-рано не бе възможно в честоти, които са близки до радиочестотната лента на FM“, обяснява астрономът Нийл Джаксън от Университета в Манчестър в Обединеното кралство.

Сред анализираните галактики е и 3C 293 – тя се отличава с огромни и странни радио издатъци, което кара учените да предполагат, че потокът на струята не е непрекъснат. Те достигат до извода, че галактиката е преминала през множество периоди на активност поради смущения в струите и периодично зареждане с гориво, което предполага, че нейната свръхмасивна черна дупка е претърпяла поне един период на покой.

Друг научен труд анализира светлината от галактика, която е пътувала повече от 11 милиарда светлинни години - обикновено е изключително трудно да се наблюдава подобно нещо в детайли при ниски честоти.

Сегашното наблюдение ни позволява да разберем малко повече защо толкова далечни радио галактики проявяват специфични сигнатури – учените не успяват да достигнат до категорично заключение, но наблюденията проправят път за бъдещи проучвания.

А проучване на впечатляващата радио галактика Hercules A анализира структурата от пръстени в нейните радио издатъци. Според учените те са резултат от периодичното засилване и отслабване на струите, произвеждащи наблюдаваните структури.

Научните трудове са публикувани в Astronomy & Astrophysics.

Източник: Science Alert