Сотни гигантских радиогалактик с «крыльями» обнаружены в ходе низкочастотного обзора LOFAR

Международная группа радиоастрономов и специалистов по внегалактической астрофизике представила масштабное исследование аномальных радиоисточников. Опираясь на данные второго релиза обзора LOFAR (LoTSS DR2), ученые сформировали крупнейший и наиболее репрезентативный каталог радиогалактик с «крыльями».

Благодаря этому удалось утроить популяцию известных объектов данного типа по сравнению с результатами предыдущих высокочастотных наблюдений, достигнув плотности 0,18 источника на квадратный градус. Итогом работы стало выявление 621 подтвержденной радиогалактики с характерными «крыльями» и 403 вероятных кандидатов.

Ключевым технологическим фактором успеха стала исключительная чувствительность интерферометра LOFAR к слабому диффузному низкочастотному излучению. Прежде астрономы полагались преимущественно на данные обзора FIRST (частота 1,4 ГГц), однако вторичные лопасти, формирующие «крылья», содержат стареющую плазму, стремительно теряющую энергию на высоких частотах. Наблюдения LOFAR на частоте 144 МГц с высоким угловым разрешением и чувствительностью порядка 100 мкЯн/луч позволили впервые зафиксировать это неуловимое излучение.

Таким образом, исследователи смогли преодолеть ограничения частотной селекции и заглянуть гораздо глубже в историю Вселенной. Медианное красное смещение сформированной выборки составило z = 0,52, что вдвое выше показателей, достигнутых в предыдущих каталогах на основе данных FIRST.

Радиогалактики с «крыльями» традиционно классифицируют по геометрии джетов. X-образные структуры возникают, если вторичные лопасти отходят от внутренней четверти основного джета относительно активного ядра, тогда как Z-образные формируются при смещении точки истечения к периферии. В новой выборке доминируют X-образные объекты. Спектральный анализ подтвердил фундаментальные различия в их физических свойствах: средний двухточечный спектральный индекс (в диапазоне 144 МГц — 1,4 ГГц) составил –0,84, при этом для X-образных структур значение опускается до –0,86. Столь «крутой» спектр свидетельствует о наличии более старой и диффузной плазмы по сравнению с Z-образными источниками, чей индекс равен –0,80.

Морфологический анализ выявил тесную связь таких аномальных форм с мощными радиоисточниками. Согласно классификации Фанароффа-Райли, 88% идентифицированных объектов принадлежат к типу FR-II с яркими краями лопастей, причем среди X-образных структур эта доля возрастает до 95%. Особый интерес представляет тот факт, что около 16% обнаруженных источников превышают 0,7 мегапарсека в длину, что позволяет классифицировать их как гигантские радиогалактики. Это прямо указывает на глубокую взаимосвязь между процессами перенаправления потоков плазмы и механизмами экстремального роста внегалактических структур.

Исследование было выполнено международной коллаборацией, объединившей ученых из Национальной астрономической обсерватории Китая, Сямэньского университета, Университета Николая Коперника (Польша) и Университета Джадавпура (Индия). Данная работа не только создает фундаментальную статистическую базу для проверки моделей эволюции активных ядер галактик, но и закладывает основу для будущих глобальных астрономических миссий, включая проекты радиотелескопа SKA и китайской орбитальной обсерватории CSST.

Источник: iXBT