Многочастотные наблюдения исследуют радиогалактику 3C 111 и ее струю

Изображение полной интенсивности 3C 111 на частоте 5 ГГц. Автор: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2503.18621

Используя сверхдлинную базовую решетку (VLBA), европейские астрономы провели многоволновые радионаблюдения радиогалактики, обозначенной как 3C 111. Результаты наблюдательной кампании, опубликованные 24 марта на сервере препринтов arXiv, проливают больше света на свойства этой галактики и ее релятивистского джета.

Радиогалактики (РГ) излучают огромное количество радиоволн из своих центральных ядер. Черные дыры в центрах этих галактик аккрецируют газ и пыль, генерируя высокоэнергетические струи, видимые в радиодиапазоне, которые разгоняют электрически заряженные частицы до высоких скоростей.

На основании их морфологии и радиосветимости астрономы делят радиогалактики на РГ FR I и FR II. Радиогалактики класса FR I имеют меньшую мощность, и в их излучении доминирует их джет; с другой стороны, радиогалактики класса FR II имеют большую мощность и в больших масштабах в них преобладают горячие точки, т. е. области, в которых джет заканчивается из-за взаимодействия с межгалактической средой.

Расположенный примерно в 640 миллионах световых лет, 3C 111 является RG, демонстрирующим типичную морфологию FR II. Он демонстрирует радиолепестки, сильное ядро и заметный односторонний джет, заканчивающийся в горячей точке северо-восточной доли. Джет имеет поведение, подобное блазару, демонстрируя видимое сверхсветовое движение.

Группа астрономов под руководством Вьери Бартолини из Института радиоастрономии Общества Макса Планка в Бонне, Германия, решила внимательно изучить 3C 111, сосредоточившись на его радиоизлучении и свойствах джета.

«В этой статье мы представляем набор многочастотных наблюдений с высоким угловым разрешением радиоизлучения в масштабе ПК в широкополосной радиогалактике 3C 111. Изображения получены в полной поляризации с помощью VLBA, и, таким образом, наша работа является первым исследованием этого джета с одновременными данными от 5 ГГц до 87,6 ГГц», — пояснили исследователи.

3C 111 был обнаружен командой Бартолини на всех использованных частотах. Полученные изображения, по-видимому, доминируют над компактным ядром яркостью в диапазоне от 3,0 Ян до 1,0 Ян (на частотах 8,4 ГГц и 87,6 ГГц соответственно).

Наблюдения показали, что из ядра 3C 111 выходит односторонняя струя. Струя на удивление прямая, ориентирована под углом около 65 градусов и не демонстрирует никаких признаков изгиба на всем своем протяжении.

Согласно исследованию, спектральный индекс для ядра 3C 111 варьируется от 1,5 в паре нижних частот 5−8,4 ГГц до примерно 0 в паре верхних частот 43,8−87,6 ГГц. Спектральный индекс вдоль джета оказался в целом крутым, достигая минимального значения примерно -3,0 в паре верхних частот.

Кроме того, распределение яркостной температуры в 3C 111 варьируется от 10 миллионов до примерно 1 триллиона К. Равнораспределенное магнитное поле оценивается в диапазоне 1–100 мГс по всей радиогалактике.

Наблюдения также показали, что поляризованное излучение сосредоточено в основном в джете на всех частотах, а с увеличением частоты это излучение также возникает в областях, расположенных все ближе к основанию джета.

Больше информации: V. Bartolini et al, Multifrequency simultaneous VLBA view of the radio source 3C 111, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2503.18621