Столкновение галактики со скоростью 2 миллиона миль в час запечатлено в беспрецедентных подробностях

Данные WEAVE наложены на изображение Квинтета Стефана, полученное с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, с зелеными контурами, показывающими радиоданные с радиотелескопа Low Frequency Array (LOFAR). Оранжевый и синий цвета соответствуют яркости водорода-альфа, полученной с помощью WEAVE LIFU, которая отслеживает, где ионизирован межгалактический газ. Шестиугольник обозначает приблизительное покрытие новых наблюдений WEAVE системы, которая имеет ширину 36 кпк (аналогично по размеру нашей собственной галактике, Млечному Пути). Автор: University of Hertfordshire

Массовое столкновение галактик, спровоцированное галактикой, движущейся со скоростью 2 миллиона миль в час (3,2 миллиона км/ч), было запечатлено в беспрецедентных подробностях одним из самых мощных телескопов Земли.

Резкое столкновение было зафиксировано в Квинтете Стефана — близлежащей группе галактик, состоящей из пяти галактик, впервые обнаруженных почти 150 лет назад.

Это вызвало сильнейший удар, подобный «звуковому удару от реактивного истребителя», — подобные явления относятся к числу самых поразительных во Вселенной.

Столкновение было замечено группой ученых, использовавших первые наблюдения с помощью нового широкоугольного спектрографа WEAVE (Enhanced Area Velocity Explorer) телескопа Уильяма Гершеля стоимостью 20 миллионов евро (16,7 миллиона фунтов стерлингов) на острове Пальма, Испания.

Этот передовой научный объект нового поколения не только покажет, как формировалась наша галактика Млечный Путь на протяжении миллиардов лет, но и предоставит новые сведения о миллионах других галактик по всей Вселенной.

Открытие галактики NGC 7318b, проходящей через Квинтет Стефана, было зафиксировано группой из более чем 60 астрономов и опубликовано в ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.

Радионаблюдения Стефана Квинтета на разных частотах, полученные с помощью Low Frequency Array (LOFAR) и Very Large Array (VLA). Красные цвета указывают на сильное радиоизлучение, исходящее от фронта ударной волны, а также от некоторых галактик в группе и за ее пределами. Автор: University of Hertfordshire

Система является идеальной лабораторией для изучения хаотичных и часто жестоких взаимоотношений между галактиками, поэтому именно она стала объектом первых наблюдений, проведенных с помощью Большого интегрального полевого блока WEAVE (LIFU).

Ведущий исследователь доктор Марина Арнаудова из Университета Хартфордшира отметила: «С момента своего открытия в 1877 году Квинтет Стефана привлек внимание астрономов, поскольку он представляет собой галактический перекресток, где прошлые столкновения галактик оставили после себя сложное поле обломков».

«Динамическая активность в этой группе галактик сейчас вновь пробудилась из-за галактики, врезавшейся в нее на невероятной скорости более 2 миллионов миль в час (3,2 миллиона км/ч), что привело к чрезвычайно мощному удару, очень похожему на звуковой удар от реактивного истребителя».

Международная группа ученых обнаружила двойственную природу ударного фронта, ранее неизвестную астрономам.

Изображение, показывающее возраст высокоэнергетической плазмы в Квинтете Стефана, полученное с помощью радионаблюдений с помощью VLA и LOFAR. Синие цвета обозначают более старую, низкоэнергетическую плазму, в то время как оранжевые и желтые области обозначают области, которые активно заряжаются энергией. Тонкие пунктирные линии очерчивают расположение галактик в группе, в то время как черные сплошные линии отображают область ударной волны, идентифицированную с помощью данных WEAVE, что идеально соответствует областям, где эта плазма повторно ускоряется столкновением NGC 7318b с группой. Автор: University of Hertfordshire

Однако, по словам аспиранта Сумьядипа Даса из Университета Хартфордшира, когда ударная волна проходит через окружающий ее горячий газ, она становится намного слабее.

Он добавил: «Вместо того чтобы вызывать значительные нарушения, слабая ударная волна сжимает горячий газ, в результате чего возникают радиоволны, которые улавливаются радиотелескопами, такими как низкочастотная антенная решетка (LOFAR)».

Новые знания и беспрецедентные подробности были получены с помощью LIFU компании WEAVE, объединившего данные с данными других передовых инструментов, таких как LOFAR, Very Large Array (VLA) и космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST).

WEAVE — это современное сверхбыстрое картографическое устройство, подключенное к телескопу Уильяма Гершеля для анализа состава звезд и газа как в Млечном Пути, так и в далеких галактиках.

Это делается с помощью спектроскопа, который выявляет элементы, из которых состоят звезды, путем создания узора, напоминающего штрихкод, внутри призмы цветов, составляющих источник света.

Разложение газа в Квинтете Стефана методом WEAVE, наложенное на изображение JWST. Красный цвет выделяет газ, подвергшийся удару при столкновении, а зеленый и синий — области звездообразования. Фиолетовые области представляют собой пузыри неизвестного происхождения. Черные контуры показывают нейтральный водород, а его расположение относительно подвергшегося удару газа (красного цвета) предполагает, что он оттуда и взялся. Автор: University of Hertfordshire

Корректор и позиционер прямого фокуса WEAVE на телескопе Уильяма Гершеля в Ла-Пальме, Испания. Автор: ING

Он был спроектирован и построен в соответствии с многосторонним соглашением Франции, Италии и стран-членов партнерства Isaac Newton Group of Telescopes (Великобритания, Испания и Нидерланды).

Астрономы надеются, что WEAVE поможет раскрыть беспрецедентные подробности формирования нашей галактики и произвести революцию в нашем понимании Вселенной.

Доктор Дэниел Смит из Университета Хартфордшира сказал: «Марина проделала действительно превосходную работу с этой большой командой, но эта первая научная работа WEAVE также представляет собой лишь небольшой отрывок из того, что произойдет в течение следующих пяти лет, теперь, когда WEAVE станет полностью работоспособным».

Профессор Гэвин Далтон, главный исследователь WEAVE в RAL Space и Оксфордском университете, сказал: «Потрясающе видеть уровень детализации, раскрытый WEAVE.

«Помимо подробностей ударной волны и разворачивающегося столкновения, которые мы видим в Квинтете Стефана, эти наблюдения дают замечательную перспективу того, что может происходить при формировании и эволюции едва различимых слабых галактик, которые мы видим на пределе наших нынешних возможностей».

Доктор Марк Балселлс, директор Группы телескопов Исаака Ньютона, сказал: «Я рад видеть, что данные, собранные во время первого запуска WEAVE, уже дают впечатляющий результат, и я уверен, что это лишь один из первых примеров открытий, которые станут возможны с помощью WEAVE на телескопе Уильяма Гершеля в ближайшие годы».

Больше информации: M I Arnaudova et al, WEAVE First Light Observations: Origin and Dynamics of the Shock Front in Stephan's Quintet, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI: 10.1093/mnras/stae2235

Источник: Royal Astronomical Society