Остатки сверхновых в галактике M 83
Галактика M 83, ее называют также Южной Вертушкой, находится на расстоянии около 15 млн световых лет от Земли в созвездии Гидры. Это одна из самых ярких и близких к нам спиральных галактик с перемычкой, известная своим высоким темпом звездообразования. В ее рукавах активно рождаются массивные звезды, которые быстро проходят свой жизненный путь и взрываются как сверхновые. За последнее столетие в M 83 было зарегистрировано несколько таких вспышек, а в ее пределах астрономы идентифицировали около 40 остатков сверхновых — расширяющихся оболочек разогретого газа, оставшихся после взрывов [1].
Используя данные рентгеновской обсерватории «Чандра», собранные с 2000 по 2014 год, группа исследователей провела систематический анализ рентгеновского излучения этих остатков. Астрономы смогли впервые проследить изменения яркости каждого источника на временно́м масштабе более десятилетия. Результаты опубликованы в The Astrophysical Journal [2]. Они оказались неожиданными: примерно половина из 40 остатков демонстрирует значительные вариации рентгеновского потока. Некоторые источники за годы наблюдений потускнели или, наоборот, стали ярче в несколько раз. Такое поведение не полностью соответствует существующим моделям эволюции остатков сверхновых, которые предсказывают монотонное ослабление излучения по мере расширения оболочки и остывания газа.
Лишь для одного из переменных источников нашлось прямое объяснение. Это остаток сверхновой SN 1957D, вспыхнувшей почти 70 лет назад. Его рентгеновская активность связана с тем, что ударная волна от взрыва продолжает сталкиваться с плотными областями межзвездной среды, порождая вспышки. Однако остальные объекты не демонстрируют связи с недавними взрывами, и их природа требует иного объяснения.
По основной гипотезе, большинство источников на самом деле не являются классическими остатками сверхновых, а представляют собой аккрецирующие рентгеновские двойные системы — пары, состоящие из компактного объекта (нейтронной звезды или черной дыры) и массивной звезды-компаньона. В таких системах гравитация компактного объекта перетягивает вещество с поверхности звезды, и падающий газ разогревается до миллионов градусов, излучая в рентгеновском диапазоне. Этот процесс крайне нестабилен, что и объясняет наблюдаемую переменность.
Подтверждением служит тот факт, что переменные источники пространственно коррелируют с областями активного звездообразования, где концентрация массивных звезд максимальна. Статистический анализ показывает, что такие двойные системы, по-видимому, значительно чаще встречаются вблизи остатков сверхновых, чем предполагалось ранее. Однако для окончательного вывода необходимы более детальные спектральные наблюдения каждого объекта.
Такие результаты характерны не только для M 83. Последующее исследование близлежащей галактики со «звездными яслями» — M 51 — выявило аналогичную популяцию переменных рентгеновских источников, связанных с остатками сверхновых. Это позволяет предположить, что подобные системы могут быть характерны для галактик с активным звездообразованием.
1. NASA’s Chandra Finds Unexpected Fireworks in Aftermath of Stellar Explosions. chandra.harvard.edu/press/26_releases/press_061526.html
2. Variable X-Ray Sources Associated with Extragalactic Supernova Remnants. iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ae5d49
Строительная площадка ранней Вселенной
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» зафиксировал редкий процесс формирования массивной галактики в ранней Вселенной. Объект, обозначенный как TGSS J1530+1049, находится на расстоянии более 12 млрд световых лет от Земли, что соответствует эпохе, когда возраст Вселенной составлял около 1,5 млрд лет — примерно вдесятеро моложе, чем сейчас [3].
Наблюдения показали, что TGSS J1530+1049 — не одиночная галактика, а компактная группа из как минимум шести галактик, находящихся в процессе активного слияния. Четыре из них уже обладают значительной массой: суммарно они содержат сотни миллиардов солнечных масс звездного вещества, сосредоточенного в области размером всего в несколько десятков тысяч световых лет. Для сравнения: диаметр нашей галактики — около 100 тыс. световых лет. Следовательно, это одна из самых плотных известных нам концентраций массивных галактик, существовавших в столь раннюю космическую эпоху [4].
В центре этой космической «стройплощадки» находится растущая сверхмассивная черная дыра. Высокое разрешение радиоизображений, полученное с помощью сети радиотелескопов VLA, VLBI и e-MERLIN, показало, что излучение порождается веществом, падающим на черную дыру и частично выбрасываемым обратно в виде релятивистских струй. Эта черная дыра находится на относительно ранней стадии своего развития: ее масса еще не достигла величин, характерных для сверхмассивных черных дыр в современных галактиках [5].
Уникальность объекта в том, что астрономы одновременно наблюдают два ключевых процесса: сборку гигантской галактики и рост центральной черной дыры. Это позволяет проверить теоретические модели, предсказывающие, что рост черных дыр и звездообразование в ранней Вселенной были тесно связаны. Слияния галактик создают условия для быстрого роста черных дыр, обеспечивая их большим количеством газа, а активность самих черных дыр может влиять на звездообразование, разогревая или выметая межзвездный газ.
TGSS J1530+1049 представляет собой редкий пример того, как несколько массивных галактик начинают объединяться в одну крупную структуру. Изучение таких объектов помогает понять, как формировались самые массивные галактики и черные дыры в первые миллиарды лет существования Вселенной.
3. James Webb spots the birth of a giant galaxy and a supermassive black hole. universiteitleiden.nl/en/news/2026/06/james-webb-spots-the-birth-of-a-giant-galaxy-and-a-supermassive-black-hole
4. JWST observes the assembly of a massive galaxy at z~4. arxiv.org/abs/2511.13650v3
5. High-resolution radio imaging of TGSS J1530+1049, a radio galaxy in a dense environment at z = 4. aanda.org/articles/aa/full_html/2026/06/aa58162-25/aa58162-25.html
Галактика «Лук со стрелой»
Радиотелескоп LOFAR (Low-Frequency Array), работающий на низких частотах (30–240 МГц) и обладающий рекордной чувствительностью к протяженным слабоконтрастным объектам, позволил обнаружить радиогалактику с необычной морфологией. Объект получил обозначение RAD-BAARG (Bow-And-Arrow Radio Galaxy) — «Лук со стрелой». Его структура действительно напоминает этот древний вид оружия: узкая струя плазмы переходит в область излучения в виде гигантской дуги протяженностью почти 560 кпк (1,8 млн световых лет). С противоположной стороны струя искривляется, приобретая S-образную форму, и переходит в слабый вытянутый хвост длиной почти 600 кпк (2 млн световых лет). Такая асимметричная конфигурация не встречается у обычных радиогалактик [6].
Открытие было сделано в рамках международной коллаборации научных волонтеров RAD@home. Энтузиасты анализируют данные обзора LOFAR Two-metre Sky Survey (LoTSS), который охватывает около 27% Северного неба и содержит миллионы радиоисточников. Именно один из волонтеров обратил внимание на необычный объект, который затем был детально изучен профессиональными астрономами с использованием архивных данных в других диапазонах длин волн [7].
Ключевая особенность RAD-BAARG состоит в том, что ее форма, вероятно, обусловлена взаимодействием релятивистской плазмы, выбрасываемой сверхмассивной черной дырой в центре галактики, с крупномасштабной ударной волной. Галактика движется на сверхзвуковой скорости сквозь горячий газ внутри скопления, и перед ней образуется мощный фронт сжатия — по тому же принципу, что и перед сверхзвуковым самолетом. Радиоизлучение от струй подсвечивает эту чрезвычайно разреженную структуру, делая ее видимой на низкочастотных радиоизображениях. При этом материал в струях движется с релятивистской скоростью, что позволяет астрономам изучать физику взаимодействия высокоэнергетических частиц с межгалактической средой [8].
Теоретические модели и компьютерные симуляции давно предсказывали существование таких ударных волн вокруг взаимодействующих галактик, однако до сих пор их удавалось зафиксировать лишь в единичных случаях и преимущественно в рентгеновском диапазоне, где горячий газ скоплений излучает наиболее ярко. RAD-BAARG — один из самых детальных примеров ударных волн в радиодиапазоне, позволяющий изучить их геометрию и физические параметры с высокой точностью. Исследователи отмечают, что галактика находится в сложной динамической среде с несколькими скоплениями, где газовые потоки, вещество и ударные волны формируют наблюдаемую картину.
6. LOFAR Two-metre Sky Survey (LoTSS). lofar.org/astronomy/for-astronomers/lofar-surveys
7. Citizen science discovery of a Supersonic Radio Galaxy: Cosmic Bow and Arrow (RAD-BAARG). radathomeindia.org
8. Bow-and-arrow-shaped radio galaxy discovered by citizen scientist. ras.ac.uk/news-and-press/research-highlights/bow-and-arrow-shaped-radio-galaxy-discovered-citizen-scientist
Нейтрино из пыльной галактики
В 2021 году детектор IceCube, расположенный на Южном полюсе, зарегистрировал событие IC 210922A — высокоэнергетическое нейтрино, пришедшее из космоса. Его происхождение оставалось загадкой почти пять лет. Теперь международная группа астрономов представила убедительные доказательства того, что источником этой частицы является галактика, находящаяся на расстоянии около 11 млрд световых лет от Земли [9].
Нейтрино — одни из самых неуловимых объектов во Вселенной: они не имеют электрического заряда, обладают ничтожной массой и крайне неохотно взаимодействуют с веществом. Именно поэтому их называют «призрачными частицами». Высокоэнергетические нейтрино, регистрируемые на Земле, могут рождаться в самых мощных процессах во Вселенной — при взрывах звезд, в активных ядрах галактик или при разрушении звезд сверхмассивными черными дырами. Однако на сегодняшний день астрономам удалось идентифицировать лишь несколько источников таких частиц, и всё это не может объяснить общий поток нейтрино, приходящий из космоса.
Галактика JCMT0402–0424, получившая неофициальное название Shadow Blaster («Теневой бластер»), весьма необычна. Она относится к классу пыльных звездообразующих галактик (DSFG) и находится на пике так называемого космического полудня — эпохи около 10–11 млрд лет назад, когда во Вселенной рождалось наибольшее число звезд. Ее светимость в инфракрасном диапазоне в триллионы раз превышает солнечную. При этом галактика настолько плотно окутана пылью, что не видна в оптическом диапазоне. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy [10].
Ключевую роль в идентификации источника нейтрино сыграло гравитационное линзирование. Массивная эллиптическая галактика на переднем плане искривила пространство-время вокруг себя, создав естественную линзу, которая увеличила и исказила изображение далекой галактики. Наблюдения с помощью телескопа ALMA позволили разглядеть внутреннюю структуру Shadow Blaster и показали, что это компактная богатая газом система.
Интересно, что у галактики не обнаружено яркого рентгеновского или гамма-излучения, которые обычно сопровождают активность сверхмассивных черных дыр. Это означает, что нейтрино рождаются не в окрестностях черной дыры, а в процессе интенсивного звездообразования: массивные звезды взрываются как сверхновые, ускоряя до огромных энергий космические лучи, которые затем порождают нейтрино при столкновениях с межзвездным веществом.
Вероятность случайного совпадения положения Shadow Blaster с областью, откуда пришло нейтрино, составляет менее 1%. Следовательно, галактика является наиболее вероятным источником нейтринного события IC 210922A.
9. Tracing a Neutrino Ghost to Distant ‘Shadow Blaster’ Galaxy. noirlab.edu/public/news/noirlab2615/
10. Compact dusty starbursts at cosmic noon linked to high-energy neutrinos. nature.com/articles/s41550-026-02884-9
Огненная жемчужина Северного неба
На изображении номера — NGC 1501, сложная планетарная туманность, которая видна в созвездии Жирафа. Она открыта Уильямом Гершелем в 1787 году и расположена, по разным оценкам, на расстоянии от 3840 до 4240 световых лет от нас. Астрономы смоделировали трехмерную структуру туманности и пришли к выводу, что она имеет форму неправильного эллипсоида. Центральная звезда туманности относится к типу Вольфа — Райе, для которого характерны очень горячая поверхность и сильный звездный ветер. Эта «огненная жемчужина», заключенная в светящуюся оболочку, дала NGC 1501 прозвище «Устричная туманность».
Звезда в ее центре по-прежнему очень горячая и яркая, хотя наблюдателям довольно сложно разглядеть ее в обычные телескопы. Это светило стало объектом многочисленных исследований из-за одной необычной особенности: оно, похоже, пульсирует, и его яркость довольно сильно меняется в течение получаса.
Снимок сделан космическим телескопом «Хаббл».
Алексей Кудря
Загрузка...