Prastaré monstrum: Rádiová galaxie z doby před 12,5 miliardami let může být nejvýkonnější, jaká kdy byla objevena

Mezi nejvýkonnější rádiové zdroje ve vesmíru patří galaxie, jejichž centrální černé díry pohánějí mohutné výtrysky plazmatu. Ty se šíří téměř rychlostí světla a dokážou zářit tak intenzivně, že je astronomové zachytí i na vzdálenost miliard světelných let.

Právě k těmto extrémním objektům patří i galaxie TXS 2354+015, jejíž mimořádné vlastnosti nyní potvrdil mezinárodní tým vedený Barbarou Balmaverdeovou z turínské Astrofyzikální observatoře INAF.

Rádiové záření těchto galaxií vzniká především v mohutných výtryscích plazmatu, které vycházejí z okolí aktivní supermasivní černé díry. Takzvaná rádiově hlučná aktivní galaktická jádra (RLAGN) přitom nejsou jen nápadnými objekty na astronomických mapách. Energie, kterou jejich výtrysky předávají okolnímu prostředí, může zahřívat plyn a ovlivňovat podmínky pro vznik nových hvězd.

Galaxie TXS 2354+015 je pozoruhodná především svým stářím a výkonem. Její světlo k nám putovalo téměř 12,5 miliardy let, takže ji vidíme v době, kdy byl vesmír ještě velmi mladý. Výsledky výzkumu, zveřejněné na preprintovém serveru arXiv, ji řadí mezi nejvzdálenější známé rádiové galaxie. Její rádiový výkon navíc podle autorů studie překonává všechny ostatní dosud známé objekty tohoto typu.

Pátrání po rádiových obrech raného vesmíru

Mimořádně výkonné rádiové galaxie se v raném vesmíru často vyskytují v prostředí spojeném s nejhmotnějšími galaxiemi a kupami galaxií. Právě v těchto oblastech se formovaly rozsáhlé kosmické struktury, jejichž vývoj astronomové dodnes zkoumají. Pozorování vzdálených rádiových zdrojů tak může přinášet cenné informace o podobě mladého vesmíru i o tehdejších galaxiích.

Přímý pohled na centrální černou díru a její bezprostřední okolí však často komplikuje hustý oblak plynu a prachu. Ten zakrývá oblast, v níž se odehrávají procesy pohánějící aktivní galaktické jádro. Rádiové výtrysky naproti tomu mohou být pozorovatelné i tehdy, když samotné jádro zůstává skryté. Astronomové proto při hledání vzdálených galaxií kombinují rádiová měření s optickými pozorováními.

Tým Barbary Balmaverdeové prohledal hluboká optická data z přehlídky Subaru Strategic Program, pořízená kamerou Hyper Suprime-Cam na havajském dalekohledu Subaru, a porovnal je s katalogy rádiových zdrojů. Využil mimo jiné přehlídku TGSS, která mapuje oblohu na frekvenci 150 MHz, a projekt VLASS, pracující na frekvenci 3 GHz.

Vědci hledali rádiové zdroje, jejichž optické protějšky odpovídají období, kdy byl vesmír starý přibližně 1,1 až 1,3 miliardy let. V této skupině objevili slibného kandidáta: galaxii TXS 2354+015. Následná spektroskopická pozorování potvrdila, že jde skutečně o velmi vzdálený objekt.

Mimořádný výkon v mladém vesmíru

TXS 2354+015 se díky svému stáří a vzdálenosti řadí na druhé místo mezi nejvzdálenějšími známými rádiovými galaxiemi. Astronomové ji pozorují v době, kdy vesmír ještě nedosahoval ani 1,2 miliardy let svého současného věku.

Největší překvapení však přineslo měření jejího rádiového výkonu. Po jeho výpočtu vědci zjistili, že TXS 2354+015 překonává všechny ostatní dosud známé rádiové galaxie. Nejde tedy pouze o mimořádně vzdálený objekt, ale také o zdroj rádiového záření, jehož výkon nemá mezi dosud známými galaxiemi tohoto typu obdoby.

Objev tak rozšiřuje seznam známých extrémních objektů z raného vesmíru a ukazuje, jak výrazné rádiové zdroje mohly existovat už v době, kdy se kosmické struktury teprve vyvíjely.