Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Sydafrikas MeerKAT løser mysteriet om X-galakser

The galaxy PKS 2014-55, ligger 800 millioner lysår fra Jorden, er klassificeret som 'X-formet' på grund af dets udseende i tidligere relativt slørede billeder. Detaljerne i dette radiobillede opnået med MeerKAT-teleskopet indikerer, at dets form bedst beskrives som en 'dobbelt boomerang'. To kraftige stråler af radiobølger, angivet i blå farve, hver strækker sig 2,5 millioner lysår ud i rummet (sammenlignelig med afstanden mellem Mælkevejen og Andromeda-galaksen, vores nærmeste større nabo). Til sidst, de 'vendes tilbage' af trykket fra spinkel intergalaktisk gas. Når de strømmer tilbage mod den centrale galakse, de afbøjes af dets relativt høje gastryk ind i den kortere, vandret, boomerangens arme. Baggrundsbilledet viser synligt lys fra utallige galakser i det fjerne univers. Tilpasset fra W Cotton et al. MNRAS (2020). Kredit:NRAO/AUI/NSF; SARAO; DES

Mange galakser, der er langt mere aktive end Mælkevejen, har enorme tvillingestråler af radiobølger, der strækker sig langt ud i det intergalaktiske rum. Normalt går disse i modsatte retninger, kommer fra et massivt sort hul i midten af ​​galaksen. Imidlertid, nogle få er mere komplicerede og ser ud til at have fire jetfly, der danner et 'X' på himlen.

Flere mulige forklaringer er blevet foreslået for at forstå dette fænomen. Disse omfatter ændringer i det sorte huls rotationsretning i centrum af galaksen, og tilhørende jetfly, over millioner af år; to sorte huller hver forbundet med et par jetfly; og materiale, der falder tilbage i galaksen, bliver afbøjet i forskellige retninger og danner de to andre arme af X.

Udsøgte nye MeerKAT-observationer af en sådan galakse, PKS 2014-55, går stærkt ind for den sidstnævnte forklaring, da de viser materiale "drejer om hjørnet", når det strømmer tilbage mod værtsgalaksen; resultaterne er netop blevet accepteret til offentliggørelse i tidsskriftet Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

Dette arbejde blev udført af et hold fra South African Radio Astronomy Observatory (SARAO), (USA) National Radio Astronomy Observatory (NRAO), University of Pretoria, og Rhodos Universitet.

Tidligere undersøgelser af disse usædvanlige galakser manglede den højkvalitetsbilleddannelse, der blev leveret af det nyligt færdiggjorte MeerKAT-teleskop. Dette teleskoparray består af 64 radioskåle placeret i Karoo-halvørkenen i Northern Cape-provinsen i Sydafrika. Computere kombinerede dataene fra disse antenner til et teleskop på 8 km i diameter, og leverede billeder i radiobåndet af hidtil uset kvalitet til PKS 2014-55, hvilket gjorde det muligt at løse mysteriet om dens form.

Annoteret billede, der viser X-formet kæmpe radiogalakse PKS 2014-55, observeret med det sydafrikanske radioastronomiske observatoriums MeerKAT-teleskop, indikerer de gamle X-formede radiostråler, de yngre jetfly tættere på det centrale sorte hul, og påvirkningsområdet domineret af den centrale galakses stjerner og gas. De buede pile angiver retningen af ​​tilbageløbet, der danner de vandrette komponenter i X. Kredit:OP; NRAO/AUI/NSF; SARAO; DES

Bernie Fanaroff, tidligere direktør for SKA Sydafrika-projektet, der byggede MeerKAT, og en medforfatter af undersøgelsen, bemærker, at "MeerKAT blev designet til at være den bedste af sin slags i verden. Det er vidunderligt at se, hvordan dets unikke evner bidrager til at løse mangeårige spørgsmål relateret til galaksernes udvikling."

Hovedforfatter William Cotton fra NRAO siger, "MeerKAT er et af en ny generation af instrumenter, hvis kraft løser gamle gåder, selvom den finder nye - denne galakse viser funktioner, der aldrig er set før i denne detalje, som ikke er fuldt ud forstået." Yderligere forskning i disse åbne spørgsmål er allerede i gang.