Скрытая сторона намагниченной Вселенной раскрыта в новом исследовании

Предоставлено: НАСА.

По мере того, как скопления галактик растут в результате столкновений с окружающей материей, они создают в своей разбавленной плазме носовые толчки и следы. Движение плазмы, вызванное этими действиями, может драпировать внутрикластерные магнитные слои, образуя виртуальные стены магнитной силы.

Однако эти магнитные слои можно наблюдать только косвенно, когда с ними что-то взаимодействует. Поскольку идентифицировать такие взаимодействия просто сложно, природа внутрикластерных магнитных полей остается малоизученной. Очень желателен новый подход к картированию / описанию магнитных слоев.

Международная группа астрономов, в том числе Харука Сакеми, аспирантка Университета Кюсю (ныне научный сотрудник Национальной астрономической обсерватории Японии — NAOJ), использовала радиотелескоп MeerKAT, расположенный в пустыне Северное Кару в Южной Африке, для наблюдения за яркой галактикой. в сливающемся скоплении галактик Abell 3376, известном как MRC 0600-399.

MRC 0600-399, расположенный на расстоянии более 600 миллионов световых лет в направлении созвездия Колумба, имеет необычные струйные структуры, изогнутые под углом 90 градусов. Предыдущие рентгеновские наблюдения показали, что MRC 0600-399 является ядром суб-скопления, пронизывающего главное скопление галактик, что указывает на наличие сильных магнитных слоев на границе между главным и суб-скоплениями. Эти особенности делают MRC 0600-399 идеальной лабораторией для исследования взаимодействия между струями и сильными магнитными слоями.

Наблюдения MeerKAT выявили беспрецедентные детали струй, наиболее поразительно слабую структуру «двойной косы», простирающуюся в противоположном направлении от точек изгиба и создающую Т-образную форму. Эти новые детали показывают, что это очень хаотичное столкновение, как поток воды, ударяющийся о стекло. Для объяснения наблюдаемой морфологии струи и возможных конфигураций магнитного поля требуется специальное компьютерное моделирование.

Такуми Омура, аспирант Университета Кюсю (ныне научный сотрудник Института исследования космических лучей Токийского университета — ICRR), из команды выполнил моделирование на суперкомпьютере NAOJ ATERUI II, самом мощном компьютере в мире, посвященном астрономии. расчеты.

Изогнутые структуры струи, испускаемые MRC 0600-399, наблюдаемые радиотелескопом MeerKAT (слева), хорошо воспроизводятся моделированием, проведенным на ATERUI II (справа). Соседняя галактика B, видимая в левой части изображения MeerKAT, не влияет на джет и была исключена при моделировании. Авторы и права: Чибуезе, Сакеми, Омура и др. (Изображение MeerKAT); Такуми Омура, Мами Мачида, Хиротака Накаяма, проект 4D2U, NAOJ (изображение ATERUI II)

Моделирование предполагало сильное магнитное поле арки, игнорируя беспорядочные детали, такие как турбулентность и движение галактики. Эта простая модель хорошо согласуется с наблюдениями, показывая, что магнитный рисунок, используемый в моделировании, отражает фактическую напряженность и структуру магнитного поля вокруг MRC 0600-399. Что еще более важно, это демонстрирует, что моделирование может успешно представить основную физику, так что их можно использовать на других объектах для характеристики более сложных структур магнитного поля в скоплениях галактик.

Это дает астрономам новый способ понять намагниченную Вселенную и инструмент для анализа более качественных данных из будущих радиообсерваторий, таких как SKA (массив квадратных километров).