Die Funkkeulen von Alcyoneus. (Oei et al., arXiv, 2022) Astronomen haben gerade ein absolutes Monster von einer Galaxie gefunden.
Alcyoneus ist eine riesige Radiogalaxie, die etwa 3 Milliarden Lichtjahre entfernt liegt und eine Reichweite von 5 Megaparsec im Weltraum hat. Sie ist 16,3 Millionen Lichtjahre lang und stellt die größte bekannte Struktur galaktischen Ursprungs dar.
Die Entdeckung verdeutlicht unser mangelndes Verständnis dieser Kolosse und der Gründe für ihr unglaubliches Wachstum. Aber es könnte einen Weg zu einem besseren Verständnis bieten, nicht nur der riesigen Radiogalaxien, sondern auch des intergalaktischen Mediums, das in den gähnenden Weiten des Weltraums treibt.
Riesige Radiogalaxien sind ein weiteres Rätsel in einem Universum voller Geheimnisse. Sie bestehen aus einer Wirtsgalaxie (das ist die Ansammlung von Sternen, die einen galaktischen Kern umkreisen, der ein Supermassereiches enthält). schwarzes Loch ) sowie kolossale Jets und Lappen, die aus dem galaktischen Zentrum ausbrechen.
Diese Jets und Lappen wirken in Wechselwirkung mit dem intergalaktischen Medium als Synchrotron um Elektronen zu beschleunigen, die Radioemissionen erzeugen.
Wir sind ziemlich sicher zu wissen, was die Jets erzeugt: ein aktives supermassereiches Schwarzes Loch im galaktischen Zentrum. Wir bezeichnen ein Schwarzes Loch als „aktiv“, wenn es Material aus einer riesigen Materialscheibe um es herum verschlingt (oder „ansammelt“).
Nicht das gesamte Material in der Akkretionsscheibe, das zu einem aktiven Schwarzen Loch wirbelt, landet zwangsläufig jenseits des Ereignishorizonts. Ein kleiner Teil davon wird irgendwie vom inneren Bereich der Akkretionsscheibe zu den Polen geleitet, wo er in Form von Strahlen ionisierten Plasmas in den Weltraum geschleudert wird, und zwar mit Geschwindigkeiten, die einen erheblichen Prozentsatz der Lichtgeschwindigkeit ausmachen.
Diese Jets können enorme Entfernungen zurücklegen, bevor sie sich in riesigen Radiokeulen ausbreiten.
Die Funkkeulen von Alcyoneus. (Oei et al., arXiv, 2022)
Dieser Vorgang ist ziemlich normal. Sogar die Milchstraße hat Radiokeulen . Was wir nicht wirklich im Griff haben, ist, warum sie in manchen Galaxien auf Megaparsec-Maßstäben absolut gigantische Größen erreichen. Diese werden riesige Radiogalaxien genannt, und die extremsten Beispiele könnten der Schlüssel zum Verständnis sein, was ihr Wachstum antreibt.
„Wenn es Eigenschaften von Wirtsgalaxien gibt, die eine wichtige Ursache für das Wachstum riesiger Radiogalaxien sind, dann ist es wahrscheinlich, dass die Wirte der größten riesigen Radiogalaxien diese besitzen“, so die Forscher unter der Leitung des Astronomen Martijn Oei vom Observatorium Leiden in den Niederlanden. erklären sie in ihrem Preprint-Artikel , das zur Veröffentlichung angenommen wurde in Astronomie und Astrophysik .
„Wenn es bestimmte großräumige Umgebungen gibt, die das Wachstum riesiger Radiogalaxien äußerst begünstigen, dann werden sich in ähnlicher Weise wahrscheinlich die größten riesigen Radiogalaxien in ihnen befinden.“
Das Team suchte nach diesen Ausreißern in den vom LOw Frequency ARray gesammelten Daten ( VERSPRECHEN ) in Europa, ein interferometrisches Netzwerk bestehend aus rund 20.000 Funkantennen, verteilt auf 52 Standorte in ganz Europa.
Sie verarbeiteten die Daten über eine neue Pipeline erneut, entfernten kompakte Funkquellen, die die Erkennung diffuser Funkkeulen beeinträchtigen könnten, und korrigierten optische Verzerrungen.
Die resultierenden Bilder stellen ihrer Meinung nach die empfindlichste Suche dar, die jemals nach Radiogalaxienkeulen durchgeführt wurde. Dann benutzten sie das bestes Werkzeug zur Mustererkennung zur Verfügung, um ihr Ziel zu lokalisieren: ihre eigenen Augen.
So fanden sie Alcyoneus, der aus einer einige Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie ausspuckte.
„Wir haben die projizierte größte bekannte Struktur einer einzelnen Galaxie entdeckt – eine riesige Radiogalaxie mit einer projizierten Eigenlänge von 4,99 ± 0,04 Megaparsec.“ Die wahre richtige Länge beträgt mindestens … 5,04 ± 0,05 Megaparsec,‘ Sie schreiben .
Nachdem sie die Lappen vermessen hatten, versuchten die Forscher mit dem Sloan Digital Sky Survey, die Muttergalaxie zu verstehen.
Sie fanden heraus, dass es sich um eine ziemlich normale elliptische Galaxie handelt, eingebettet in ein Filament kosmisches Netz Es hat etwa die 240-Milliarden-fache Sonnenmasse und in seinem Zentrum befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch mit der etwa 400-Milliarden-fachen Sonnenmasse.
Beide Parameter liegen für riesige Radiogalaxien tatsächlich am unteren Ende, was einige Hinweise darauf geben könnte, was das Wachstum von Radiokeulen antreibt.
„Jenseits der Geometrie sind Alcyoneus und sein Wirt verdächtig gewöhnlich: Die gesamte niederfrequente Leuchtdichte, die Sternmasse und die Masse des supermassiven Schwarzen Lochs sind allesamt niedriger als die der medialen riesigen Radiogalaxien, ähneln aber denen.“ schreiben die Forscher .
„Also sehr massereiche oder zentrale Galaxien.“ Schwarze Löcher sind nicht notwendig, um große Riesen wachsen zu lassen, und wenn der beobachtete Zustand für die Quelle während ihrer Lebensdauer repräsentativ ist, ist auch keine hohe Radioleistung erforderlich.
Es könnte sein, dass sich Alcyoneus in einer Region des Weltraums befindet, die über eine geringere Dichte als der Durchschnitt verfügt, was seine Expansion ermöglichen könnte – oder dass die Interaktion mit dem kosmischen Netz eine Rolle beim Wachstum des Objekts spielt.
Was auch immer dahinter steckt, die Forscher glauben jedoch, dass Alcyoneus weit entfernt im kosmischen Dunkel immer noch größer wird.
Die Forschung wurde zur Veröffentlichung angenommen Astronomie und Astrophysik , und ist verfügbar unter arXiv .