Астрономы получили подтверждение того, что существует мощная радиогалактика, свет от которой достигал Земли практически 12,5 млрд лет. Этот объект стал самым мощным среди известных на сегодня радиогалактик с большим красным смещением. Он дает возможность исследовать активные галактики на ранних этапах истории Вселенной. О том, как специалисты выявили рекордную радиогалактику и что она сообщила о ранней Вселенной, — в материале «Известий».

Радиогалактика из ранней Вселенной: что выявили ученые

Имеется в виду радиогалактика TXS 2354+015 с красным смещением 4,946. Астрономы видят ее в состоянии, в котором она пребывала, когда возраст Вселенной не достигал 1,2 млрд лет. Свет от этого объекта шел к Земле почти 12,5 млрд лет, поэтому он является второй по удаленности радиогалактикой среди известных. Работа опубликована в журнале Phys.org.

Радиогалактики принадлежат к активным галактикам, в центре которых расположены сверхмассивные черные дыры. Вещество, падающее на черную дыру, способно порождать мощные релятивистские струи плазмы, которые создают значительное радиоизлучение. Подобные струи могут влиять на звездообразование в галактике и нагревать окружающий газ.

Как обнаружили объект, который сложно увидеть

TXS 2354+015 сначала выявили как кандидата в очень далекой радиогалактике по характерному падению оптического излучения. Чтобы искать такие объекты, исследователи объединили данные глубоких оптических наблюдений японского телескопа Subaru с радиокаталогами TGSS и VLASS.

Ученые искали источники, у которых наблюдается так называемый провал Лаймановского предела. Он появляется из-за того, что облака нейтрального водорода между галактикой и Землей поглощают ультрафиолетовое излучение. В спектре TXS 2354+015 нашли яркую линию Лайман-альфа, а затем подтвердили красное смещение по более слабой линии.

Дополнительные проверки продемонстрировали, что радио- и оптический источники в самом деле соответствуют одному объекту. Об этом говорили точное совпадение их положения, необычно высокая яркость в радиодиапазоне и ожидаемое соотношение радио- и оптического излучения.

Самая мощная радиогалактика: что продемонстрировали расчеты

После расчета собственной радиомощности TXS 2354+015 оказалась мощнее всех ранее известных радиогалактик с большим красным смещением. Ее радиосветимость на частоте 500 МГц в системе покоя галактики равна 6,2 × 10²⁹ Вт/Гц. Этот показатель превосходит результат предыдущего рекордсмена, найденного в исследовании 2008 года.

Исследователи также оценили возможную массу галактики, где находится источник. Она может достигать около 2 трлн масс Солнца, что делает объект одной из самых ярких известных галактик. При этом ученые подчеркивают, что оценка имеет значительные неопределенности, в частности связанные с возрастом звездного населения.

Необычный способ поиска может открыть новые галактики

TXS 2354+015 не отвечает обычным критериям отбора радиогалактик с ультракрутым спектром. Ее обнаружение с помощью оптического «провала» говорит о том, что стандартный способ поиска может пропускать значительную часть подобных объектов ранней Вселенной.

Исследователи полагают, что сочетание глубоких оптических наблюдений с радиокаталогами способно помочь найти ранее скрытые радиогалактики. Это даст возможность лучше оценить их реальное количество и изучить наиболее массивные галактики, формировавшиеся на ранних этапах существования Вселенной.