Abell 1033 – ничего подобного раньше не наблюдал еще никто

Далеко-далеко от нас в глубинах космоса происходит столкновение двух галактических скоплений. И в общей картине этого столкновения прячутся газовые образования, напоминающие по виду звездолет «Энтерпрайз» из фантастического сериала «Звездный путь».

Abell 1033 состоит из двух сталкивающихся галактических скоплений. © X-ray: NASA / CXC / Leiden Univ. / F. de Gasperin et al; Optical: SDSS; Radio: LOFAR / ASTRON, NCRA / TIFR / GMRT)

Галактические скопления - космические структуры из сотен и даже тысяч галактик - это самые крупные объекты во вселенной, которые удерживаются вместе силами гравитации. Пространство же между отдельными галактиками заполняет горячий газ температурой в несколько миллионов градусов. При этом масса горячего газа примерно в шесть раз превышает массу всех входящих в состав скопления галактик. Этот сверхгорячий газ невидим для оптических телескопов, но хорошо светится в рентгеновском диапазоне. Поэтому и был задействован рентгеновский телескоп обсерватории NASA Chandra X-ray Observatory, чтобы этот газ исследовать.

С помощью комбинирования рентгеновских наблюдений с наблюдениями в других волновых диапазонах, как радиоволны, удалось создать полную картину этих важных космических объектов. Новая композитная картина галактического скопления Аbell 1033, составленная из данных наблюдений рентгеновского телескопа Chandra (фиолетовый цвет) и данных радионаблюдений, сделанных в низкочастотном массиве радиоинтерферометром LOFAR (Нидерланды) (синим цветом) как раз и является результатом этой работы. Также здесь использованы данные поисковой программы Sloan Digital Sky Survey. Галактическое скопление располагается на расстоянии от Земли приблизительно в 1,6 миллиарда световых лет.

С помощью рентгеновских и радиоданных ученым удалось установить, что Abell 1033 действительно состоит их двух галактических скоплений, которые как раз находятся в состоянии столкновения друг с другом. Это чрезвычайно высокоэнергетическое событие, которое на изображении происходит в направлении сверху вниз, создало турбулентность и шоковые волны, которые можно сравнить со сверхзвуковыми хлопками, создаваемыми сверхзвуковыми самолетами.

В случае с Abell 1033 столкновение взаимодействует и с другим высокоэнергетическим космическим процессом: возникновением реактивных струй из высокоскоростных частиц на основе материи, направляющейся по спирали в сторону сверхмассивной черной дыры, расположенной где-то в центре одной из галактик какого-то из этих двух галактических скоплений. Эти реактивные струи можно увидеть по краям изображения справа и слева. Радиоэмиссии создаются электронами, и проявляются они в форме спиралей вдоль магнитных силовых линий - так называемое синхротронное излучение.

В этих струях электроны движутся со скоростями, приближенными к скорости света. Так как галактика и ее черная дыра двигались по направлению вниз, правая струя замедлилась, когда горячий газ попал на другое галактическое скопление. Струя слева не замедлилась, так как ей встретилось значительно меньше горячего газа. Это является одной из причин искривленной картины реактивных струй, в отличие от прямых линий, которые возникают в обычной ситуации.

Это изображение Abell 1033 является примером парейдолии - психологического феномена, когда вследствие случайных совпадений возникают узнаваемые формы и образы. В случае с Abell 1033 структуры в отображаемом массиве данных очень многим показались очень похожими на фантастический звездолет «Энтерпрайз» из «Звездного пути».

В отношении же астрофизических исследований, детальное изучение данных изображения показало, что энергия электронов в секции «летающей тарелки» и «соединительного сегмента» похожей на «Энтерпрайз» радиоэмиссии в Abell 1033 значительно выше, чем те же показатели в «секции двигателей».

Это означает, что электроны получили новую энергию, предположительно, вследствие взаимодействия струй с турбулентностью и шоковыми волнами в горячем газе. Что касается заряженных энергией электронов, которые создают радиоэмиссию, то они в течение ряда миллионов лет, пока они создают излучение, потеряют значительную часть своей энергии. И тогда радиовыбросы уловить будет уже невозможно.

Наблюдаемые в Abell 1033 пространные радиоэмиссии раскинулись на 500 тысяч световых лет. И это позволяет предположить, что здесь значительно большие количества энергонасыщенных электронов, чем предполагалось ранее. И теория предполагает, что эти электроны получили дополнительный энергетический толчок из шоковых волн и турбулентности.

Другие источники радиоэмиссий на изображении (не считая энерпрайзоподобный объект) - это более короткие струи другой галактики и «радиофеникс», состоящий из электронного облака. Эти радиоэмиссии поначалу замолкают, но затем возобновляются, когда шоковая волна сжимает облако. Вследствие такого взаимодействия облако снова вспыхивает в диапазоне радиочастот, как это наблюдалось в 2015 году.

Команда, проводившая это исследование, планирует и в дальнейшем использовать данные Chandra и LOFAR для поиска новых примеров сталкивающихся галактических скоплений с искаженными радиоэмиссиями, что позволит расширить научные знания об этих энергетических космических объектах.