Обнаружено новое радиогало с ультра-крутым спектром в скоплении SPT-CLJ2337−5942: ключ к разгадке турбулентности в скоплениях галактик
Международная группа астрономов с помощью радиотелескопа MeerKAT провела наблюдения галактического скопления SPT-CLJ2337−5942. В результате обнаружено радиогало с ультра-крутым спектром, что может стать ключом к пониманию турбулентных процессов в скоплениях. Результаты исследования опубликованы 9 сентября на сервере препринтов arXiv.
Радиогало — это гигантские области диффузного радиоизлучения, обычно находящиеся в центрах массивных скоплений галактик. Их морфология повторяет структуру турбулентной внутрикластерной среды (ICM), наблюдаемой в рентгеновском диапазоне.
У радиогало крайне низкая поверхностная яркость, особенно на гигагерцовых частотах, что затрудняет их обнаружение. На более низких частотах их свечение усиливается, открывая учёным эти загадочные регионы.
Некоторые из них, как обнаруженное гало, относятся к типу USSRH (ультра-крутые спектральные радиогало). Они формируются исключительно в результате турбулентного переускорения частиц. Новые находки таких объектов помогут уточнить модели переускорения и роль слияний скоплений в эволюции Вселенной.
Команда под руководством Исаака С. Маголего из Университета Витватерсранда (ЮАР) идентифицировала новое USSRH в рамках обзора MeerKAT-South Pole Telescope. Гало обнаружили вручную при анализе данных по 89 скоплениям из каталога SPTpol.
«Расширенное диффузное излучение сложной морфологии было зафиксировано в UHF-диапазоне MeerKAT с высокой достоверностью», — отмечают авторы. Линейный размер структуры составил около 2.6 млн световых лет на частоте 816 МГц.
Спектральный индекс гало (1.76 в диапазоне 578–986 МГц) оказался значительно круче, чем предсказывают адронные модели. Это подтверждает гипотезу о продолжающемся переускорении частиц. Мощность излучения на 1.4 ГГц составила 960 ZW/Гц, что ниже, чем у большинства известных радиогало.
Учёные также обнаружили чёткую пространственную корреляцию между нитевидным радиоизлучением и рентгеновской яркостью ICM. Это указывает на связь между тепловыми электронами ICM, не thermalльными электронами и магнитными полями скопления.
SPT-CLJ2337−5942, находящееся на красном смещении z ≈ 0.8, стало самым далёким USSRH из известных. Это открытие ставит новые вопросы о ранних этапах образования радиогало. «Высокое красное смещение означает, что мы наблюдаем скопление в эпоху, когда слияния галактик происходили намного активнее, — поясняет Маголего. — Это идеальная лаборатория для изучения турбулентности в молодой Вселенной».
Сравнение с гидродинамическими симуляциями показало, что морфология гало согласуется с недавним крупным слиянием в скоплении. Однако низкая радио мощность остаётся аномалией. Возможно, это связано с уникальными условиями магнитных полей или временным затуханием турбулентности.
Ожидается, что ввод в строй радиотелескопа Square Kilometer Array (SKA) увеличит число подобных открытий. «SKA позволит изучать радиогало на z > 1, — говорит соавтор исследования Анна Бальди. — Это перевернёт наши представления о том, как темная материя и барионы формируют крупнейшие структуры Вселенной».
Автор: Томаш Новаковский.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
