Cea mai mare galaxie cunoscută din Univers

Astronomii tocmai au descoperit un monstru absolut al unei galaxii.

Ascunsă la aproximativ 3 miliarde de ani-lumină distanță, Alcyoneus este o radiogalaxie gigantică ce se întinde pe o distanţă de 5 megaparseci (16,3 milioane de ani-lumină). Aceasta reprezintă cea mai mare structură cunoscută de origine galactică.

Descoperirea evidențiază cât de puţin ştim despre aceşti coloşi galactici și despre ceea ce determină mărimea lor incredibilă. Totuşi, această descoperire ar putea oferi o cale către o mai bună înțelegere, nu doar a radiogalaxiilor gigantice, ci și a mediului intergalactic.

Radiogalaxiile gigantice sunt încă un mister într-un Univers plin de mistere. Ele constau dintr-o galaxie gazdă (adică un grup de stele care orbitează în jurul unui nucleu galactic ce conține o gaură neagră supermasivă) și din jeturi, lobi colosali care erup din centrul galactic.

Aceste jeturi și lobi, care interacționează cu mediul intergalactic, acționează ca un sincrotron care accelerează electronii care produc emisii radio.

Cercetătorii sunt destul de siguri cu privire la mecanismul care produce aceste jeturi: o gaură neagră supermasivă activă din centrul galactic. Ne referim la o gaură neagră ca fiind „activă” atunci când aceasta consumă material dintr-un disc uriaș de materie din jurul ei.

Nu tot materialul din discul de acreție care se învârte în jurul unei găuri negre active ajunge, inevitabil, dincolo de orizontul evenimentului. O mică parte din acesta este cumva canalizat din regiunea interioară a discului de acreție către poli, unde este aruncat în spațiu sub formă de jeturi de plasmă ionizată, la viteze de un procent semnificativ din viteza luminii.

Aceste jeturi pot parcurge distanțe enorme înainte de a se răspândi în lobi giganți care emit unde radio.

Lobii radio ai galaxiei Alcyoneus. Credit: Oei, arXiv, 2022

Acest proces este destul de obișnuit. Chiar și Calea Lactee are lobii ei radio. Ceea ce nu se înţelege prea bine este motivul pentru care, în unele galaxii, aceşti lobi cresc până la dimensiuni gigant de ordinul megaparsecilor.

În acest caz vorbim de radiogalaxii gigantice, iar exemplele cele mai extreme ar putea fi cheia pentru a înțelege ce anume determină creșterea lor.

„Dacă există caracteristici ale galaxiilor gazdă care sunt o cauză importantă pentru formarea radiogalaxiilor gigantice, atunci este posibil ca gazdele celor mai mari radiogalaxii gigant să posede aceste caracteristici.

În mod similar, dacă există anumite medii cosmice, la scară mare, care sunt foarte propice pentru formarea radiogalaxiilor gigantice, atunci cele mai mari radiogalaxii gigantice se află, cel mai probabil, în ele”, au explicat cercetătorii, conduși de astronomul Martijn Oei de la Observatorul Leiden din Olanda, în lucrarea lor preprint care a fost acceptată pentru publicare în Astronomy & Astrophysics.

Cercetătorii au studiat datele colectate de LOF Frequency ARray (LOFAR) din Europa, o rețea interferometrică constând din aproximativ 20.000 de antene radio, distribuite în 52 de locații din Europa. Ei au reanalizat datele printr-o nouă metodă, eliminând sursele radio compacte care ar putea interfera cu detectarea lobilor radio difuzi și corectând distorsiunile optice.

Imaginile rezultate, susţin cercetătorii, reprezintă cea mai precisă căutare efectuată vreodată a lobilor galaxiilor radio. Ulterior, astronomii au folosit cel mai bun instrument de recunoaștere a modelelor pentru a-și localiza ținta: ochii proprii.

Așa au găsit-o pe Alcyoneus, o radiogalaxie aflată la câteva miliarde de ani-lumină distanță.

„Am descoperit ceea ce este, în proiecţie, cea mai mare structură cunoscută formată dintr-o singură galaxie, o radiogalaxie gigantică care se întinde pe 4,99 ± 0,04 megaparseci. Distanţa reală pe care se întinde este de cel puțin… 5,04 ± 0,05 megaparseci”, arată astronomii.

Odată ce au măsurat lobii, cercetătorii au folosit Sloan Digital Sky Survey pentru a încerca să înțeleagă galaxia gazdă. Ei au descoperit că este o galaxie eliptică, destul de normală, dintr-un filament al rețelei cosmice, cu o masă de aproximativ 240 de miliarde de ori mai mare decât masa Soarelui şi cu o gaură neagră supermasivă în centru de aproximativ 400 de milioane de ori masa Soarelui.

Acești parametri sunt, de fapt, la limita inferioară a radiogalaxiilor gigant, ceea ce ar putea oferi câteva indicii cu privire la ceea ce determină creșterea lobilor radio.

„În afară de geometrie, Alcyoneus și gazda sa sunt suspect de obișnuite… S-ar putea ca Alcyoneus să se afle într-o regiune a spațiului ce-i permite expansiunea sau interacțiunea ei cu rețeaua cosmică joacă un rol în creșterea acestui obiect cosmic”, explică cercetătorii.

Oricare ar fi explicaţia, cercetătorii cred că galaxia Alcyoneus este încă în creștere, undeva departe în întunericul cosmic.

Cercetarea a fost acceptată pentru publicare în Astronomy & Astrophysics și este disponibilă pe arXiv.

Traducere după The Biggest Galaxy Ever Found Has Just Been Discovered, And It Will Break Your Brain