В скоплении галактик PSZ2 G099 выявлен загадочный ореол из радио-излучений

Используя Массив Низкой Частоты (LOFAR), астрономы исследовали PSZ2 G099.86 + 58.45 — одну из самых плотных групп галактик, известных на сегодняшний день. Исследование выявило присутствие радио-гало в этом кластере, что делает его одним из самых отдаленных по этому признаку из когда-либо обнаруженных. Результаты подробно изложены в статье, опубликованной 24 июля на сайте arXiv.org.

Радио гало — это огромные области рассеянного радиоизлучения, обычно встречающиеся в центрах скоплений галактик. Однако диффузные излучения обычно имеют очень низкую поверхностную яркость, особенно на частотах ГГц, что затрудняет их обнаружение. Их яркость увеличивается на более низких частотах, раскрывая присутствие этих регионов.

Обладая способностью получать глубокие, высококачественные и высокочастотные радиоизображения высокого разрешения, LOFAR является отличным инструментом для изучения ореолов радиоизлучения на низких частотах с беспрецедентной детализацией и чувствительностью. Так, группа астрономов во главе с Росселлой Кассано из Института радиоастрономии Болоньи (Италия) использовала LOFAR для наблюдений скопления галактик PSZ2 G099.86 + 58.45.

При красном смещении примерно 0,62 PSZ2 G099,86 + 58,45 (сокращенно PSZ2G099) представляет собой массивное и горячее скопление галактик, насчитывающее около 684 триллионов солнечных масс. Наблюдения показали, что кластер находится в среде с высокой плотностью, примерно в шесть раз более плотной, чем предсказание средней модели лямбда-холодной темной материи (ΛCDM) при этом красном смещении.

Команда Кассано исследовала PSZ2G099 с LOFAR в рамках программы LoTSS (двухметровая съемка неба LOFAR). Они также провели последующие наблюдения кластера с использованием очень большой матрицы Карла Дж. Янского (JVLA). В целом, наблюдательная кампания привела к обнаружению радио ореола на этом объекте.

«В этом письме мы сообщаем об обнаружении радиогало в галактическом кластере с высоким красным смещением PSZ2 G099.86 + 58.45 (z = 0.616) с Массивом низких частот (LOFAR) на частоте 120–168 МГц», — написали астрономы.

В частности, наблюдения LOFAR со средним разрешением выявили расширенное диффузное излучение в центре PSZ2G099, размеры которого были измерены на уровне 3,9 на 1,95 световых лет. Как и ожидалось, это излучение очень слабое на высоких частотах и ​​поэтому было едва обнаружено JVLA.

Астрономы добавили, что морфология наблюдаемого радиоизлучения напоминает морфологию рентгеновского излучения, что видно на изображениях, полученных с космического корабля ESA XMM-Newton.

Принимая во внимание расширение, морфологию и расположение излучения в кластере, исследователи классифицировали его как радиогало. Более того, красное смещение кластера помещает его в число самых удаленных радиогало, обнаруженных до настоящего времени, и самое дальнее, обнаруженное LOFAR.

В заключительных замечаниях авторы доклада сообщают, что исследование показывает потенциал LOFAR как уникальной системы для обнаружения радиоизлучений с высоким красным смещением. Учитывая, что доля кластеров с радиогало при высоком красном смещении и их светимость зависят от магнитного поля, ученые надеются, что статистические исследования таких гало в LOFAR могут дать важную информацию о происхождении магнитных полей в скоплениях галактик.