Симуляция раскрыла неожиданные свойства радиоджетов активных галактик

Международная группа астрофизиков впервые провела детальное магнито-гидродинамическое моделирование радиоджетов активных галактических ядер (АЯГ) в условиях самоподдерживающегося скопления галактик с холодным ядром. Работа, опубликованная на arXiv, использует идеализированное скопление, подобное скоплению Персея, и позволяет понять, как струи нагревают межгалактический газ, предотвращая его охлаждение.

В симуляциях учтены ускорение космических лучей — как протонов, так и электронов — с помощью подсеточной модели. Спектры электронов эволюционируют вдоль лагранжевых траекторий с использованием решателя Crest, что даёт реалистичное радиоизлучение.

В результате получены морфологии радиоджетов, типичные для источников Fanaroff-Riley I (FRI), с возмущёнными долями, отличающимися от симметричных структур, возникающих при одиночной вспышке постоянной мощности. Это подтверждает важность саморегуляции АЯГ для стабилизации скопления.

Наблюдения в блазарной конфигурации — вдоль оси струи — показали сложные долевые структуры. Учёные объясняют это сильным отклонением лёгких струй плотными облаками холодного газа. Отсюда следует, что по килопарсековым радиодолям нельзя делать выводы о свойствах чёрной дыры или джета на малых масштабах.

Моделирование также объясняет известный парадокс: радиодоли АЯГ в скоплениях иногда имеют одинаковую пространственную протяжённость на разных частотах (150 МГц – 1,4 ГГц). В магнитных полях 1–50 мкГл, характерных для таких скоплений, вклад свежеускоренных электронов и электронов возрастом в сотни миллионов лет оказывается сопоставимым.

Результаты важны для понимания обратной связи АЯГ и эволюции галактических скоплений. Они показывают, что сложная динамика джетов и холодного газа значительно влияет на крупномасштабные радиоструктуры и требует пересмотра интерпретации наблюдений.