Астрономы проследили происхождение необычного космического образования, напоминающего музыкальный скрипичный ключ, до извержения древней черной дыры и последующего столкновения двух скоплений галактик. По данным рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра» и исследования, опубликованного в журнале Astronomy & Astrophysicals, это открытие дает новое представление о том, как жестокие события могут изменить форму огромных структур во Вселенной. Образование, получившее прозвище «Скрипичный ключ» из-за его отличительного внешнего вида при радионаблюдениях, долгое время представляло собой проблему для астрономов. Его расположение за плоскостью Млечного Пути затрудняет наблюдение, поскольку звезды, газ и пыль на переднем плане закрывают большую часть региона. Объединив наблюдения на нескольких длинах волн, исследователи смогли собрать воедино возможное объяснение его необычной формы.
Космическое образование, скрытое за Млечным Путем
Исследование, проведенное Андреа Боттеон из Национального института астрофизики Италии (INAF), объединило данные рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра», телескопа eROSITA Европейского космического агентства, сети радиотелескопов LOw Frequency ARray (LOFAR) и инфракрасного телескопа Соединенного Королевства (UKIRT).Наблюдения выявили обширный резервуар чрезвычайно горячего газа, окружающий это образование, что указывает на то, что оно находится внутри скопления галактик. Дальнейший анализ показал, что регион представляет собой не один ненарушенный кластер, а два кластера, находящихся в процессе слияния. Скопления галактик являются одними из крупнейших гравитационно-связанных структур во Вселенной. Они содержат сотни галактик, а также огромное количество горячего газа. Когда две такие системы сталкиваются, возникающие возмущения могут генерировать ударные волны и изменять физические состояния материала внутри них.
Как черная дыра помогла сформировать скрипичный ключ
Исследователи полагают, что образование развивалось в два этапа, начиная со вспышки сверхмассивной черной дыры вблизи центра скопления галактик. Такие черные дыры могут выделять огромное количество энергии, запуская струи и перемещая облака заряженных частиц и магнитных полей в свое окружение. В этом случае считается, что извержение вызвало яркое радиоизлучение, поскольку частицы двигались в космосе со скоростью, приближающейся к скорости света.Со временем частицы потеряли энергию и радиоизлучение ослабло. Последующее столкновение между двумя скоплениями галактик, возможно, сжало облако или активизировало его частицы, заставив его снова сиять ярче в радиодиапазоне. Ударные волны, возникшие в результате столкновения, также могли способствовать этому возрождению. Этот процесс помогает объяснить, почему радиоструктура имеет такой поразительный вид, несмотря на то, что с момента первоначальной вспышки черной дыры могло пройти значительное время.
Рентгеновские наблюдения выявить доказательства столкновения
Чтобы расследовать слияние, команда изучила распределение горячего газа, используя рентгеновские наблюдения с Чандры. Газ имел широко овальную форму, но небольшие изменения в его распределении давали ключ к разгадке столкновения. Исследователи использовали технику обработки изображений, чтобы удалить симметричный овальный профиль скопления, что облегчило выявление отклонений от этой формы. Полученное изображение показало более сильное рентгеновское излучение по обе стороны от центра скопления, что позволяет предположить, что столкновение произошло примерно слева направо с точки зрения изображения.По оценкам ученых, прямое столкновение произошло несколько сотен миллионов лет назад, и сейчас два скопления отдаляются друг от друга. Рентгеновские данные подтверждают идею о том, что слияние нарушило окружающий газ и помогло возродить радиоизлучающие частицы, ответственные за скрипичный ключ.
Когда космические структуры напоминают знакомые символы
Сходство скрипичного ключа с нотной записью является примером парейдолии, распространенного феномена восприятия, при котором люди узнают знакомые закономерности в несвязанных друг с другом формах. Формирование не имеет физической связи с музыкой; его прозвище просто отражает характерные очертания, выявленные радионаблюдениями.Комбинированное изображение объединяет различные слои открытия: рентгеновские лучи показывают горячий газ, связанный со сливающимися скоплениями, радионаблюдения показывают структуру в форме скрипичного ключа, а инфракрасные данные предоставляют дополнительные подробности об окружающем поле.Связав образование радио как с активностью черных дыр, так и со слиянием скоплений галактик, полученные результаты показывают, как отдельные космические события могут объединяться, создавая необычные структуры огромных масштабов. Они также демонстрируют ценность наблюдения Вселенной на разных длинах волн, особенно в регионах, где материал переднего плана затрудняет традиционные наблюдения.
