С использованием антенных решеток со сверхдлинной базой (VLBA), исследователи из Европы осуществили многодиапазонное наблюдение радиогалактики 3C 111, которая находится на расстоянии около 640 миллионов световых лет. Эти исследования позволили выявить новые аспекты структуры её релятивистского джета и магнитных полей.
Радиогалактики, такие как 3C 111, излучают интенсивные потоки радиоволн, исходящие из их ядер, что обусловлено активностью сверхмассивных чёрных дыр, которые аккрецируют вещество и формируют высокоэнергетические струи. Эти галактики подразделяются на классы FR I и FR II в зависимости от их светимости и формы. Объекты класса FR II, к которым относится и 3C 111, отличаются высокой мощностью излучения, наличием ярких «горячих пятен» на концах струй и преобладанием радиодоменов в широкомасштабных структурах.
Команда астрономов из Института радиоастрономии Макса Планка в Германии впервые исследовала 3C 111 с отслеживанием данных в диапазоне от 5 до 87,6 ГГц, используя VLBA. Это позволило получить изображения с беспрецедентным разрешением в поляризованном свете.
Исследования подтвердили, что 3C 111 обладает характерными особенностями для типа FR II: ярким ядром, радио-лепестками и джетом, направленным под углом 65°. Джет галактики, как у блазаров (галактик с «нацеленными на Землю» джетами), демонстрирует иллюзию сверхсветовой скорости, однако его идеально ровная форма вызывает недоумение у ученых, поскольку обычно такие джеты искривляются под воздействием межгалактической среды.
Температура ядра галактики варьируется от 10 миллионов до 1 триллиона К, что свидетельствует о неоднородности излучающих областей. Спектральный индекс ядра меняется от 1,5 на низких частотах (5−8,4 ГГц) до 0 на высоких (43,8−87,6 ГГц). Вдоль джета индекс увеличивается, достигая минимума -3,0, что указывает на преобладание нетепловых процессов, таких как синхротронное излучение.
Поляризованное излучение, зафиксированное на всех частотах, в основном локализовано в джете. С увеличением частоты его источник смещается к основанию, что помогает уточнить структуру магнитных полей. Их интенсивность в зонах равновесия (эквипартиции) оценивается в пределах 1−100 миллигаусс, что согласуется с моделями ускорения частиц в релятивистских струях.
Полученные результаты позволили создать самую детализированную на сегодняшний день карту 3C 111 в радиодиапазоне, что углубляет наше понимание взаимодействия джетов с межгалактической средой и эволюции объектов типа FR II. Будущие исследования с использованием VLBA, включая мониторинг структурных изменений, помогут выяснить природу аномальной стабильности джета и его связь с активностью чёрной дыры.
Источник: iXBT
