Три галактики, три активные чёрные дыры: астрономы подтвердили первую тройную систему на расстоянии 1,2 млрд световых лет

Астрономы подтвердили существование первой тройной системы, в которой все три галактики содержат активно питающиеся сверхмассивные чёрные дыры, ярко излучающие в радиодиапазоне. Обнаруженная система, получившая название J1218/1219+1035, находится на расстоянии около 1,2 миллиарда световых лет от Земли и состоит из трёх взаимодействующих галактик.

Высокоточные наблюдения, выполненные с помощью Very Large Array (VLA) и Very Long Baseline Array (VLBA) Национального научного фонда США, выявили компактные радиоядра, излучающие синхротронное излучение в каждой галактике. Это подтверждает, что все три галактики содержат активные ядра (AGN), питаемые растущими чёрными дырами.

J1218/1219+1035 является первой подтверждённой «тройной радио-AGN» и лишь третьей известной тройной AGN-системой в ближайшей к нам части Вселенной.

Обнаруженные галактики находятся в процессе слияния, а расстояния между ядрами составляют примерно 22 и 97 тысяч световых лет. Система образует динамически связанную группу, приливные взаимодействия которой отражают их взаимное влияние. Подобные тройные системы — ключевое, но редко наблюдаемое предсказание иерархической эволюции галактик, в которой крупные галактики, такие как Млечный Путь, растут путём многократных столкновений и слияний с меньшими компаньонами.

Изначально J1218/1219+1035 была отмечена как необычная система с использованием данных в среднем инфракрасном диапазоне от Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) NASA, что предполагало наличие по крайней мере двух скрытых AGN во взаимодействующей паре галактик. Последующая оптическая спектроскопия подтвердила наличие AGN в одном ядре и выявила «композитный» сигнал в другом, но оставила истинную природу третьей галактики неоднозначной, поскольку её излучение могло также возникать в результате звездообразования или ударных волн.

Лишь новые, сверхчёткие радиоизображения VLA на частотах 3, 10 и 15 ГГц позволили астрономам обнаружить компактные радиоядра, точно совпадающие со всеми тремя оптическими галактиками, демонстрируя, что каждая из них содержит AGN, ярко излучающую в радиодиапазоне и, вероятно, ипускающую небольшие джеты.

«Тройные активные галактики, подобные этой, невероятно редки, и наблюдение за одной из них в процессе слияния даёт нам возможность исследовать, как массивные галактики и их чёрные дыры растут вместе», — отметила доктор Эмма Шварцман из Военно-морской исследовательской лаборатории США, ведущий автор исследования.

Для характеристики J1218/1219+1035 команда использовала VLA в конфигурации с самым высоким разрешением, достигнув субсекундного изображения на нескольких частотах, чтобы выделить радиоядро каждой галактики. Дополнительные наблюдения VLBA на частоте 4,9 ГГц предоставили ограничения миллисекундного масштаба на компактность и температуру яркости центрального источника.

В будущем планируются наблюдения в ближнем инфракрасном и рентгеновском диапазонах, чтобы более детально отобразить приливные структуры галактик и исследовать высокоэнергетический выход каждого AGN, создавая более полную картину этой редкой тройной системы.

 Источник: The Astrophysical Journal Letters