ستاره شناسان جمعیت کمی مطالعه شده از کهکشان های بقایای رادیویی ضعیف را شناسایی کرده اند که به نظر می رسد پس از توقف تولید جت های رادیویی قدرتمند سیاهچاله های مرکزی آنها به سرعت محو می شوند. این یافته‌ها نگاه دقیق‌تری به آنچه در طی مراحل نهایی تکامل کهکشان‌های رادیویی رخ می‌دهد، ارائه می‌کند.
محققان دانشگاه کیپ تاون (UCT) و موسسه بین دانشگاهی برای نجوم داده فشرده (IDIA) این مطالعه را رهبری کردند که 14 کهکشان رادیویی باقیمانده احتمالی را در میدان ساختار مقیاس بزرگ XMM-Newton (XMM-LSS) بررسی کردند.
کهکشان‌های رادیویی باقیمانده سیستم‌هایی هستند که در آنها جت‌های تولید شده توسط هسته فعال مرکزی کهکشانی (AGN) بسته شده‌اند. پس از اینکه این جت ها تامین ذرات پرانرژی را به پرتوهای رادیویی بزرگ کهکشان متوقف کردند، ذرات موجود در داخل لوب ها به تدریج انرژی خود را از دست می دهند و انتشار رادیویی ضعیف تر می شود.
ردیابی کهکشان های رادیویی در حال محو شدن
برای مطالعه دقیق این اشیاء، تیم مشاهدات حساس بررسی MeerKAT MIGHTEE و بررسی uGMRT superMIGHTEE را با اندازه‌گیری‌های اضافی از LOFAR، GMRT و آرایه بسیار بزرگ Jansky ترکیب کرد.
مشاهدات روی هم فرکانس های رادیویی را از 144 مگاهرتز تا 1.5 گیگاهرتز را در بر می گیرند. این محدوده فرکانس وسیع به محققان اجازه داد تا بررسی کنند که چگونه طیف های رادیویی کهکشان ها با پیر شدن ذرات لوب آنها تغییر می کند.
مدل‌سازی طیفی دقیق نشان داد که 12 مورد از 14 نامزد، کهکشان‌های باقیمانده رادیویی واقعی هستند. در عوض، دو مورد باقی مانده به عنوان منابع فعال شناسایی شدند. نتیجه نشان می دهد که چرا مشاهدات گسترده در فرکانس های رادیویی متعدد مهم است، زیرا طبقه بندی بر اساس مجموعه محدودتری از اندازه گیری های رادیویی می تواند منجر به نتایج گمراه کننده شود.
یک بقایای کهکشانی به طرز شگفت انگیزی جوان
یکی از قابل توجه ترین یافته های این مطالعه این است که بسیاری از بقایای تایید شده چقدر جوان به نظر می رسند.
کل سن طیفی آنها بین 8 تا 42 میلیون سال و میانگین سنی آنها حدود 12 میلیون سال است. این کهکشان جوان‌تر از بسیاری از کهکشان‌های رادیویی باقیمانده است که در مطالعات قبلی بررسی شده‌اند.
نتایج نشان می دهد که ستاره شناسان ممکن است اکنون جمعیتی از بقایای نسبتاً کوتاه مدت را کشف کنند که مطالعات قبلی عمدتاً نادیده گرفته شده بودند.
این اجرام همچنین نقاط بسیار متفاوتی را در مرحله باقی مانده از تکامل کهکشان های رادیویی نشان می دهند. کسری از کل طول عمر هر کهکشان در فاز باقیمانده از حدود 4 تا 83 درصد متغیر است. بنابراین، به نظر می‌رسد برخی از سیستم‌ها اخیراً جت‌های خود را خاموش کرده‌اند، در حالی که برخی دیگر برای مدت طولانی‌تری بدون جت‌های فعال در حال تکامل بوده‌اند.
کهکشان های دور ممکن است سریعتر محو شوند
بسیاری از کهکشان ها نیز در جابجایی نسبتاً بالایی به سرخ قرار دارند، به این معنی که در فواصل کیهانی بزرگ مشاهده می شوند.
در این شرایط، الکترون‌های نسبیتی می‌توانند انرژی خود را سریعتر از دست بدهند زیرا با پس‌زمینه مایکروویو کیهانی برهم‌کنش می‌کنند. محققان یک رابطه منفی معنادار بین تغییر رنگ قرمز و سن طیفی پیدا کردند.
این ارتباط از این ایده پشتیبانی می‌کند که کهکشان‌های رادیویی باقیمانده دورتر ممکن است سریعتر محو شوند و مدت زمانی که اخترشناسان می‌توانند آنها را شناسایی کنند کاهش می‌دهد.
نقشه‌هایی که سن طیفی را در کهکشان‌های منفرد نشان می‌دهند همچنین نشان می‌دهند که اتصالات رادیویی آنها پس از خاموش شدن جت‌ها همچنان تغییر می‌کند. در منابع گسترده، محققان شیب های سنی سیستماتیک را مشاهده کردند که با حرکت پلاسما از طریق لوب ها سازگار است.
بقایای فشرده، در مقایسه، الگوهای پیری منظم کمتری را نشان می دهند. این تفاوت ها را می توان توسط محیط کهکشان ها و ساختار میدان های مغناطیسی آنها شکل داد.
نگاهی جدید به چرخه زندگی کهکشان رادیویی
یافتن این بقایای کم نور و نسبتا جوان، تکه دیگری از پازل پیرامون چرخه زندگی کامل کهکشان های رادیویی را در اختیار اخترشناسان قرار می دهد. نتایج همچنین ممکن است درک چرخه وظیفه سیاهچاله های کلان پرجرم را در مراکز آنها بهبود بخشد، از جمله زمانی که این سیاهچاله ها جت های قدرتمند تولید می کنند و زمانی که این فعالیت متوقف می شود.
این یافته ها همچنین می تواند نگاه اولیه به جمعیت بسیار بزرگتری باشد. انتظار می‌رود که بررسی‌های عمیق آینده شبکه رادیویی کیلومتر مربعی (SKA) بسیاری از کهکشان‌های باقیمانده رادیویی کم‌نور و با جابجایی زیاد به سرخ را نشان دهد.
مطالعه SuperMIGHTEE: سن طیفی نامزدهای باقیمانده کهکشان های رادیویی در زمینه XMM-LSS در منتشر شده است. اعلامیه های ماهانه انجمن سلطنتی نجوم، جلد 550 (2026).
