Астрономы обнаружили малоизученную группу слабых остаточных радиогалактик, которые быстро теряют яркость после прекращения работы мощных радиоджетов (струй плазмы) у центральных сверхмассивных чёрных дыр. Исследование помогает лучше понять заключительный этап развития таких галактик. Учёные изучили 14 возможных остаточных радиогалактик в области XMM-LSS.
Работу провели специалисты Кейптаунского университета и Межуниверситетского института астрономии, работающей с большими объёмами данных. Остаточными называют галактики, где активное галактическое ядро уже перестало выбрасывать струи вещества. После этого частицы в крупных радиодолях постепенно теряют энергию, а радиоизлучение становится слабее.
Для анализа исследователи объединили данные обзоров MeerKAT MIGHTEE и uGMRT superMIGHTEE с дополнительными наблюдениями LOFAR, GMRT и Очень большой антенной решётки имени Карла Янского. Измерения охватили частоты от 144 мегагерц до 1,5 гигагерца. Такой диапазон позволил проследить, как меняется радиоспектр по мере старения частиц внутри радиодолей.
Спектральное моделирование показало, что 12 из 14 объектов действительно являются остаточными радиогалактиками, а два источника сохранили активность. Результат продемонстрировал важность наблюдений на нескольких частотах: при ограниченном наборе измерений классификация подобных объектов может оказаться ошибочной. Подтверждённые остатки оказались сравнительно молодыми — их спектральный возраст составляет примерно от 8 до 42 миллионов лет, а медианное значение равно около 12 миллионов лет.
По оценке учёных, доля остаточной стадии в общей жизни галактик варьируется от 4 до 83 процентов. Это означает, что одни объекты недавно прекратили формировать радиоджеты, тогда как другие уже значительно дольше развиваются без активных струй. Многие галактики находятся на больших космологических расстояниях, где релятивистские электроны быстрее теряют энергию из-за взаимодействия с реликтовым излучением.
Исследователи выявили связь между большим красным смещением и меньшим спектральным возрастом, что указывает на более быстрое угасание далёких остаточных радиогалактик. Карты распределения возраста показали, что радиодоли продолжают изменяться и после отключения джетов, причём в протяжённых объектах наблюдаются закономерные возрастные градиенты. Результаты исследования «SuperMIGHTEE: спектральный возраст кандидатов в остаточные радиогалактики в поле XMM-LSS», опубликованного в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, могут помочь уточнить жизненный цикл радиогалактик и активность их центральных чёрных дыр.