RW Space

Вселенная усеяна галактическими скоплениями — огромными структурами, нагроможденными на пересечениях космической паутины. Одно скопление может охватывать миллионы световых лет в поперечнике и состоять из сотен или даже тысяч галактик.

Однако эти галактики составляют лишь несколько процентов от общей массы скопления. Около 80 процентов ее составляет темная материя, а остальное — горячий плазменный «суп»: газ, нагретый до температуры выше 10 000 000 ℃ и переплетенный слабыми магнитными полями.

Мы и наша международная команда коллег определили серия редко наблюдаемых радиообъектов — радиореликт, радиоореол и ископаемое радиоизлучение — внутри особенно динамичного скопления галактик под названием Abell 3266. Они бросают вызов существующим теориям как о происхождении таких объектов, так и об их характеристиках.

(Кристофер Рисли, используя данные из ASKAP, ATCA, XMM-Newton и Обзора темной энергии)

Вверху: сталкивающееся скопление Abell 3266 в электромагнитном спектре с использованием данных ASKAP и ATCA (красный/оранжевый/желтый цвета), XMM- Ньютон (синий) и Обзор темной энергии (фоновая карта).

Реликвии, ореолы и окаменелости

Скопления галактик позволяют нам изучать широкий спектр богатых процессов, включая магнетизм и физику плазмы, в средах, которые мы не можем воссоздать в наших лабораториях.

Когда кластеры сталкиваются друг с другом, частицы горячей плазмы выделяют огромное количество энергии, создавая радиоизлучение . И это излучение бывает самых разных форм и размеров.

«Радио-реликвии» — один из примеров. Они имеют дугообразную форму и расположены на окраинах скопления, приводимые в действие ударными волнами, проходящими через плазму, которые вызывают скачок плотности или давления и заряжают частицы энергией. Примером ударной волны на Земле является звуковой удар, который возникает, когда самолет преодолевает звуковой барьер.

«Радиоореолы» — это неправильные источники, расположенные ближе к центру скопления. Они питаются от турбулентности в горячей плазме, которая дает энергию частицам. Мы знаем, что и ореолы, и реликвии образуются в результате столкновений между скоплениями галактик, но многие из их мелких деталей остаются неуловимыми.

Кроме того, существуют «ископаемые» радиоисточники. Это радиоостатки после гибели сверхмассивной черной дыры в центре радиогалактики.

Когда они действуют, черные дыры выпускают огромные струи плазмы далеко за пределы самой галактики. Когда у них заканчивается топливо и они отключаются, струи начинают рассеиваться. Остатки — это то, что мы обнаруживаем как радиоископаемые.

Abell 3266

Наша новая статья, опубликованная в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, представляет очень подробное исследование скопления галактик под названием Abell 3266.

Это особенно динамичная и беспорядочно сталкивающаяся система, расположенная на расстоянии около 800 миллионов световых лет. У него есть все признаки системы, которая должна содержать реликвии и ореолы, но до недавнего времени ничего не было обнаружено.

Продолжение работы, проведенной ранее с использованием массива Murchison Widefield Array в этом году мы использовали новые данные радиотелескопа ASKAP и компактного массива австралийских телескопов (ATCA), чтобы рассмотреть Abell 3266 более подробно.

Наши данные рисуют сложную картину. Вы можете видеть это на главном изображении: желтым цветом показаны функции, где активен ввод энергии. Синяя дымка представляет собой горячую плазму, захваченную в рентгеновском диапазоне.

Красные цвета показывают особенности, которые видны только на более низких частотах. Это означает, что эти объекты старше и имеют меньше энергии. Либо они потеряли много энергии с течением времени, либо их никогда не было много с самого начала.

Радио-реликвия видна красным в нижней части изображения (увеличение см. ниже). И наши данные здесь раскрывают особенности, которые никогда раньше не встречались в реликвии.

(Кристофер Рисли, используя данные ASKAP, ATCA, XMM-Newton и исследования темной энергии)

Вверху: Реликвия «неправильного пути» в Abell 3266 показана здесь желтым/оранжевым/красным цветом, представляющим радиояркость.

Его вогнутая форма также необычная, за что получил броское прозвище реликвии «неверного пути». В целом, наши данные нарушают наше понимание того, как генерируются реликвии, и мы все еще работаем над расшифровкой сложной физики этих радиообъектов.

Древние остатки сверхмассивной черной дыры

Радиоископаемое, видимое в правом верхнем углу основного изображения (а также внизу), очень тусклое и красное, что указывает на то, что оно древнее. Мы полагаем, что это радиоизлучение первоначально исходило из галактики в левом нижнем углу с черной дырой в центре, которая давно отключена.

(Кристофер Рисли, используя данные ASKAP, ATCA, XMM-Newton и исследования темной энергии)

Вверху: радиоископаемое в Abell 3266 показано здесь с красными цветами и контурами, изображающими радиояркость, измеренную ASKAP, и синими цветами, показывающими горячую плазму. Голубая стрелка указывает на галактику, которая, как мы думаем, когда-то питала ископаемое.

Наши лучшие физические модели просто не могут соответствовать данным. Это выявляет пробелы в нашем понимании эволюции этих источников — пробелы, которые мы пытаемся заполнить.

Наконец, используя умный алгоритм, мы расфокусировали главное изображение, чтобы найти очень слабое невидимое излучение. в высоком разрешении, обнаружив первое обнаружение радиоореола в Abell 3266 (см. ниже).

(Кристофер Рисли, используя данные ASKAP, ATCA, XMM-Newton и исследования темной энергии) p>

Вверху: радиоореол в Abell 3266 показан здесь красными цветами и контурами, изображающими радиояркость, измеренную ASKAP, и синими цветами, показывающими горячую плазму. Голубая пунктирная кривая отмечает внешние границы радиоореола.

К будущему

Это начало пути к пониманию Abell 3266. Мы обнаружили много новой и подробной информации, но наше исследование подняло еще больше вопросов.

Телескопы, которые мы использовали, закладывают фундамент для революционной науки из проекта Square Kilometer Array. Исследования, подобные нашему, позволяют астрономам выяснить то, чего мы не знаем, но вы можете быть уверены, что мы это узнаем.

Мы признаем жителей Гомероя традиционными владельцами этого места. где находится ATCA, и народ Ваджарри Яматджи как традиционные владельцы территории Мерчисонской радиоастрономической обсерватории, где расположены ASKAP и Murchison Widefield Array.

Кристофер Рисли, научный сотрудник, Болонский университет, и Тесса Вернстрем, старший научный сотрудник, Университет Западной Австралии. em>

Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите исходную статью.