Астрономы обнаружили малоизученную группу слабых остаточных радиогалактик, которые, вероятно, быстро тускнеют после прекращения мощных радиоджетов (струй) у центральных сверхмассивных чёрных дыр. Исследование помогло подробнее изучить заключительный этап эволюции таких галактик. Работу провели учёные Кейптаунского университета и Межуниверситетского института астрономии, работающей с большими объёмами данных.
Исследователи изучили 14 возможных остаточных радиогалактик в области XMM-LSS. В таких системах активное галактическое ядро больше не выбрасывает струи, которые снабжают энергичными частицами крупные радиолепестки. Оставшиеся внутри лепестков частицы постепенно теряют энергию, из-за чего радиоизлучение становится слабее.
Для анализа использовали данные обзоров MeerKAT MIGHTEE и uGMRT superMIGHTEE, а также дополнительные наблюдения LOFAR, GMRT и Jansky Very Large Array. Измерения охватили диапазон радиочастот от 144 МГц до 1,5 ГГц. Моделирование спектров показало, что 12 из 14 объектов действительно являются остаточными радиогалактиками, а два оказались активными источниками.
Возраст подтверждённых объектов оценивается примерно в 8–42 млн лет, а медианное значение составляет около 12 млн лет. Это меньше показателей, характерных для многих остаточных радиогалактик, изученных ранее. Учёные предположили, что современные наблюдения выявляют популяцию относительно недолговечных объектов, которую прежние обзоры часто не замечали.
Доля остаточной стадии в общей жизни галактик варьируется от 4 до 83 процентов. Кроме того, многие объекты находятся на значительных космологических расстояниях, где релятивистские электроны быстрее теряют энергию при взаимодействии с реликтовым излучением. Как сообщает ScienceDaily, исследователи выявили связь между красным смещением и спектральным возрастом: более далёкие остаточные радиогалактики могут угасать быстрее, поэтому наблюдать их удаётся в течение меньшего времени.
Карты спектрального возраста показали, что радиолепестки продолжают изменяться и после отключения струй. В протяжённых источниках обнаружены закономерные возрастные градиенты, соответствующие перемещению плазмы внутри лепестков, тогда как у компактных объектов картина старения была менее упорядоченной. Полученные результаты могут помочь уточнить жизненный цикл радиогалактик и периоды активности их сверхмассивных чёрных дыр, а будущие глубокие обзоры Square Kilometre Array (SKA, квадратный километровый массив) способны выявить гораздо больше слабых остаточных галактик с высоким красным смещением.