Радиообъект за Млечным Путём связали со слиянием скоплений

Подробно

Что такое «Скрипичный ключ» и почему его так назвали?

Treble Clef («Скрипичный ключ») - прозвище радиоисточника VLSS J0318.9+5755. Его дали авторы работы за форму из петель и тонких нитей. Исследование провела международная группа из 18 авторов под руководством Андреа Боттеона из Института радиоастрономии INAF в Болонье.

Источник виден почти в плоскости Млечного Пути, на галактической широте около 0,5°. Эту область называют зоной избегания: звёзды, газ и пыль нашей Галактики мешают оптическим наблюдениям далёких объектов.

По словам Боттеона, при просмотре данных обзора LoTSS-DR3 внимание исследователей привлёк яркий источник, богатый нитями. Но понять его происхождение было трудно, потому что не хватало дополнительных наблюдений.

Что такое радиофеникс и почему «Скрипичный ключ» к ним отнесли?

Под радиофениксом авторы понимают старую плазму от прежнего периода активности джетов (выбросов вещества) из ядра галактики. Со временем она потускнела из-за потерь энергии на излучение, а затем её сжали или заново разогнали процессы в скоплении галактик.

Основанием для классификации стали два признака: нитевидная форма и крайне крутой, искривлённый радиоспектр. Это значит, что излучение быстро слабеет с ростом частоты. Плотность потока составила 24 214 ± 1 457 мЯн на 54 МГц, 3 985 ± 399 мЯн на 145 МГц, 316 ± 32 мЯн на 400 МГц и 71 ± 4 мЯн на 650 МГц. Спектральный индекс - около 1,8 между 54 и 145 МГц и около 3 между 400 и 650 МГц, а на северном и южном концах структуры он превышает 4.

«Мы заключаем, что этот источник является радиофениксом, принадлежащим массивному сливающемуся скоплению галактик в зоне избегания».

Вывод сделан на данных радиотелескопов LOFAR (диапазоны 42-66 и 120-168 МГц) и индийского uGMRT. Новые наблюдения uGMRT выполнены 3 и 5 сентября 2023 года по шесть часов в каждом из двух диапазонов, 300-500 и 550-950 МГц.

Что показали рентгеновские наблюдения скопления?

Рентгеновские обсерватории Chandra и SRG/eROSITA зарегистрировали протяжённое излучение горячего газа между галактиками. Это подтвердило, что источник связан с массивным скоплением, а не является пульсаром. Chandra наблюдала область четырежды в апреле 2026 года.

Красное смещение скопления равно 0,117 ± 0,008. Центр Рентгеновской обсерватории Chandra переводит его в расстояние около 1,55 млрд световых лет. Радиоструктура протянулась примерно на 760 кпк, то есть около 2,5 млн световых лет.

Температура газа - 6,4 ± 0,6 кэВ, рентгеновская светимость в диапазоне 0,5-2,0 кэВ - около 2,2 × 10^44 эрг/с. Масса скопления внутри радиуса r500 оценена в 5,4 × 10^14 масс Солнца по светимости и в 6,0 × 10^14 по температуре. Газ вытянут примерно на 10 × 8 угловых минут с востока на запад. Его центр смещён относительно ярчайшей галактики, выраженного центрального пика нет. Всё это говорит о динамически невыровненном скоплении.

После вычитания симметричной модели газа авторы нашли избытки яркости к востоку и западу. Они осторожно трактуют их как возможные компоненты слияния по оси восток-запад.

Как, по версии авторов, возникла эта структура?

Авторы предлагают упрощённый сценарий: плазму выбросило активное ядро ярчайшей галактики одного из сливающихся скоплений. Затем, после прохождения ядер скоплений друг через друга, движения, сжатие и турбулентность газа сместили, растянули и повторно подсветили её.

«Мы предлагаем упрощённый сценарий формирования, в котором радиофеникс происходит из состарившейся релятивистской плазмы, первоначально выброшенной ярчайшей галактикой скопления и впоследствии оживлённой слиянием скоплений».

Это интерпретация, а не непосредственно наблюдавшаяся последовательность. Модельный радиационный возраст плазмы в центральной части главной нити - около 190-200 млн лет, а по всей нити он меняется ещё на 50-70 млн лет. Это не дата столкновения скоплений: расчёт выполнен по модели старения Jaffe-Perola при принятом постоянном магнитном поле 2,3 мкГс. Для времени прохождения ядер авторы дают лишь порядок величины - в пределах нескольких сотен миллионов лет.

Вокруг структуры найден и более слабый диффузный компонент размером около 600-700 кпк. Авторы называют его лишь кандидатом в радиогало: значимость на 400 МГц около 3,2σ, на 650 МГц около 2,3σ.

Что об этом объекте знали раньше?

Источник впервые каталогизировали в 1966 году Уильямс, Кендердайн и Болдуин как WKB 0314+57.8. В 1985 году из-за очень крутого спектра и положения у плоскости Галактики Эриксон и Кассим сочли его кандидатом в пульсары, хотя протяжённость в несколько угловых минут и отсутствие сцинтилляций этому противоречили.

В 2004 году Грин и соавторы показали, что источник протяжённый, а его спектральный индекс около 2,5. По ближнему инфракрасному излучению они предположили скопление за плоскостью Галактики и заключили, что это реликтовый источник скопления, а не пульсар. Точная природа и свойства скопления тогда оставались неустановленными.

Насколько надёжны выводы и что будет дальше?

Работа принята в журнал Astronomy & Astrophysics 25 сентября 2026 года (поступила 7 июля), но на момент проверки страница журнала помечала её как готовящуюся к выходу, без даты окончательной публикации. Доступен препринт на arXiv. Пресс-релизы Chandra и INAF вышли 14 октября 2026 года. Независимых комментариев учёных, не связанных с авторами, найти не удалось.

Авторы признают ограничения. Предложенная история образования не единственно возможная. Оценка возраста зависит от принятого магнитного поля, а неоднородности поля, проекция и перемешивание частиц осложняют интерпретацию. Рентгеновские данные не задают точную геометрию и время слияния. Для проверки авторы предлагают высокоразрешающие наблюдения на очень низких частотах с LOFAR2.0 и специализированное численное моделирование.