Зіткнення двох галактичних скупчень утворило радіохвилі у вигляді скрипкового ключа

Астрономи використали рентгенівську обсерваторію «Чандра», щоб розібратися в причині утворення незвичайної структури радіохвиль, яку вони прозвали «Скрипковим ключем», оскільки її характерна форма дуже нагадує цей музичний символ.

Про це розповідається на сайті обсерваторії «Чандра», передають OstanniPodii.com.

Дослідники встановили, що «Скрипковий ключ» міг утворитися внаслідок викиду від надмасивної чорної діри, який стався після зіткнення двох скупчень галактик. Стаття з описом цих результатів була опублікована в журналі «Astronomy & Astrophysics».

Знайти пояснення для «Скрипкового ключа» було особливо складно через те, що ця структура розташована майже безпосередньо за площиною Чумацького Шляху, а це означає, що зорі, газ і пил нашої рідної галактики значною мірою затуляють огляд із Землі. Однак, використовуючи телескопи, здатні бачити крізь матерію, яка перешкоджає огляду, команда дослідників змогла визначити, що саме є причиною цієї незвичайної структури.

Рентгенівський телескоп NASA «Чандра» та німецький телескоп eROSITA (Extended Röntgen Survey with an Imaging Telescope Array — «Розширений рентгенівський огляд з масивом телескопів візуалізації») виявили дифузний гарячий газ у місці розташування «Скрипкового ключа», що свідчить про те, що об’єкт знаходиться у скупченні галактик. Дослідники також встановили, що це галактичне скупчення насправді складається з двох скупчень, які перебувають у процесі злиття. Скупчення галактик — це одні з найбільших структур у Всесвіті, що містять сотні окремих галактик і величезні запаси перегрітого газу.

На цьому новому композитному зображенні «Скрипкового ключа» та його галактичного скупчення газ із температурою у кілька мільйонів градусів, виявлений у рентгенівському діапазоні телескопами «Чандра» та eROSITA, показано синім кольором. Радіодані, показані червоним кольором, отримані за допомогою LOFAR (LOw Frequency ARray — «Низькочастотний масив», велика мережа радіотелескопів у Європі) розкривають примарного двійника музичного знака. Останній елемент комбінованого зображення походить з інфрачервоних даних, отриманих «Британським інфрачервоним телескопом», і виглядає переважно білим.

Автори дійшли висновку, що «Скрипковий ключ», скоріш за все, утворився в результаті двоступеневого процесу. Спочатку ранній спалах від надмасивної чорної діри в центрі галактичного скупчення виштовхнув хмари заряджених частинок і магнітні поля зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Це призвело до своєрідного космічного крещендо й спочатку породило яскраві радіохвилі, які згодом згасли, коли частинки втратили енергію. Далі зіткнення двох скупчень стиснуло або знову активізувало хмару, яка знову стала яскравішою в радіодіапазоні. У цьому процесі повторної активізації, ймовірно, відіграли роль ударні хвилі — подібні до звукових ударів від надзвукових літаків — що виникли внаслідок зіткнення.

Щоб виявити докази зіткнення скупчень у даних «Чандри», автори дослідження використали спеціальну техніку, яка дозволила визначити, наскільки гарячий газ скупчення відхиляється від симетричної форми. Більша частина гарячого газу має симетричну форму, що наближається до овалу. Автори видалили цю симетричну овальну форму з оригінального рентгенівського зображення. Решта рентгенівського випромінювання на залишковому зображенні є найяскравішою зліва та справа, а найслабшою — у центрі. Нове комбіноване зображення поєднує як оригінальне рентгенівське зображення, так і залишкове.

Більш яскраве рентгенівське випромінювання на залишковому зображенні, розташоване ліворуч і праворуч від центру скупчення, вказує на те, що зіткнення між двома скупченнями, ймовірно, відбулося у напрямку «ліворуч-праворуч» (як це видно на зображенні). Дослідники вважають, що пряме зіткнення між двома скупченнями відбулося кілька сотень мільйонів років тому, і зараз вони віддаляються одне від одного.

Схожість зі скрипковим ключем є прикладом парейдолії — явища, коли люди вбачають знайомі форми у випадкових даних, оскільки наукового зв’язку з музичною нотацією немає. Іншим тлумаченням парейдолії щодо цієї структури радіовипромінювання є дракон, якого бачать збоку.

Візуальний опис

Тут представлено композиційне зображення дивовижної радіохвильової структури, яка дуже нагадує музичний символ — скрипковий ключ, що зависає посеред двох скупчень галактик.

Галактики у скупченнях, а також зорі та галактики на передньому і задньому планах вкривають зображення світловими цятками на тлі чорноти космосу. У центрі кадру — велика овальна синьо-фіолетова хмара з нерівними краями. Це газове скупчення з температурою у кілька мільйонів градусів у двох скупченнях, виявлене в рентгенівському діапазоні за допомогою телескопів «Чандра» та eROSITA.

Посеред фіолетового поля, злегка нахилене вліво від нас, видніється дещо схоже на гігантський скрипковий ключ, недбало намальований неоново-рожевим маркером. Подібно до нотної нотації, на честь якої воно отримало свою назву, ця формація має сильну вертикальну риску з суцільною, плавною лінією, що злітає вгору й опускається вниз, рухаючись від верху до низу.

Ця радіохвильова формація, судячи з усього, є результатом двоступеневого процесу. Спочатку заряджені частинки та магнітні поля були виштовхнуті з надмасивної чорної діри, створюючи яскраві радіохвилі. Ці хвилі з часом згасали та втрачали енергію, а потім були знову активовані та стиснуті під час зіткнення двох скупчень галактик.

• обсерваторія Чандра