Nasze rozumienie największych struktur we wszechświecie właśnie się poszerzyło. Astronomowie korzystający z australijskiego radioteleskopu ASKAP (Square Kilometre Array Pathfinder) odkryli 15 nowych gigantycznych radiogalaktyk (GRG), znacznie zwiększając liczbę znanych tego typu obiektów. To jedno z najbardziej szczegółowych badań głębokiego nieba w historii, które rzuca nowe światło na powstawanie i ewolucję tych fascynujących kosmicznych formacji.
Gigantyczne radiogalaktyki to jedne z największych pojedynczych struktur we wszechświecie. Składają się z masywnych galaktyk eliptycznych, w których centrum znajduje się aktywna supermasywna czarna dziura. Gdy czarna dziura zaczyna pochłaniać materię, staje się aktywnym jądrem galaktyki (AGN) i wystrzeliwuje strumienie wysokoenergetycznych cząstek z prędkością bliską prędkości światła. Te strumienie rozciągają się na miliony lat świetlnych, tworząc tzw. płaty radiowe — struktury emitujące fale radiowe, które możemy wykrywać z Ziemi.
To, co wyróżnia GRG spośród innych radiogalaktyk, to niezwykły zasięg tych płatów — od 2,3 aż do 15,3 miliona lat świetlnych. Dla porównania, średnica naszej Drogi Mlecznej to około 106 000 lat świetlnych. W niektórych przypadkach aktywność czarnej dziury ustaje, a płaty zanikają. Jednak zdarzenia takie jak zderzenia galaktyk mogą ponownie wzbudzić AGN, prowadząc do powstania nowych, wewnętrznych płatów.
Wszystkie 15 nowo odkrytych GRG zostało zidentyfikowanych w regionie nieba znanym jako Pole Rzeźbiarza, podczas najgłębszego przeglądu przeprowadzonego dotąd za pomocą ASKAP. Ten nowoczesny teleskop, złożony z 36 anten rozmieszczonych na obszarze sześciu kilometrów w Australii Zachodniej, wyróżnia się wyjątkową czułością, szerokim polem widzenia (30 stopni kwadratowych) i możliwością obserwacji przy niskich częstotliwościach radiowych. Kluczową rolę odgrywają tu specjalne odbiorniki o szerokim kącie widzenia — tzw. Checkerboard Phased Array Feeds.
Dzięki tym technologiom naukowcy byli w stanie zaobserwować nie tylko same galaktyki, ale również ich rozległe, słabe płaty radiowe. To pozwala im analizować symetrię, morfologię oraz wiek tych struktur z niespotykaną dotąd precyzją.
Największym z nowo odkrytych obiektów jest galaktyka ASKAP J0107–2347, oddalona od nas o około 1,5 miliarda lat świetlnych. Jej płaty rozciągają się na 12,4 miliona lat świetlnych — to tak, jakby na jej szerokości zmieścić ponad 117 galaktyk wielkości Drogi Mlecznej! Szczególnie interesująca jest jej struktura: dwa zestawy płatów radiowych, z których wewnętrzne są jasne i zwarte, a zewnętrzne — bardziej rozciągnięte i słabsze. Taka budowa sugeruje, że czarna dziura w centrum galaktyki była aktywna przynajmniej dwukrotnie, a między tymi fazami mogła przejść w stan uśpienia.
Wzrost i kształt płatów radiowych nie zależy wyłącznie od aktywności centralnej czarnej dziury. Duże znaczenie mają również warunki w otoczeniu galaktyki, określane jako „pogoda gromad”. W gęstych gromadach galaktyk strumienie materii mogą być zniekształcane przez oddziaływania grawitacyjne, co prowadzi do powstania struktur przypominających ogony czy charakterystyczne „meduzy” — jak ma to miejsce w przypadku słynnej Galaktyki Korkociąg.
ASKAP już teraz zmienia nasze rozumienie największych struktur we wszechświecie. Dzięki jego możliwościom naukowcy mogą wykrywać nawet najstarsze, słabo widoczne płaty, które wcześniej pozostawały niezauważone. Wraz z kolejnymi kampaniami obserwacyjnymi liczba znanych GRG z pewnością wzrośnie, co pomoże odpowiedzieć na fundamentalne pytania: Jak często aktywność AGN zanika i powraca? Jakie warunki sprzyjają powstawaniu tak ogromnych galaktyk?
Źródło: arXiv