У далекому скупченні виявили подвійне радіогало

Команда астрофізиків на чолі з Терезою Кантвеллу з Манчестерського Університету виявила великі області, заповнені радіовипромінюванням, які знаходяться в галактичному кластері MACSJ2243.3-0935. Знахідка дозволить прояснити особливості формування великомасштабної структури Всесвіту. З препринтом статті можна ознайомитися на сайті.

Галактичні скупчення або кластери є одними з найбільших структур у Всесвіті, які формуються завдяки гравітації. Велика частина маси кластерів утворена темною матерією. Решта 10-20 відсотків маси складаються зі звичайної або баріонної матерії. До останньої також належить гаряче міжгалактичне середовище, яке являє собою гарячу плазму і космічні промені з високоенергетичних електронів. Астрофізичні спостереження за розподілом радіовипромінювання дозволяють вивчити негорячу складову міжгалактичного середовища і прояснити деякі особливості розподілу речовини у Всесвіті.

Вчені виділяють кілька типів розподілу радіовипромінювання в скупченнях галактик: радіорелікти та гігантські радіогало. Радіорелікти - витягнуті області радіовипромінювання, які знаходяться на периферії скупчення і сильно поляризовані. Гігантські радіогало зазвичай розташовуються в центрі кластерів, мають округлу форму і деполяризовані. Обидва типи радіогало пов'язані з турбулентними процесами в гарячому міжгалактичному середовищі, які розганяють електрони до релятивістських швидкостей. Виявлення радіогало у кластерів дають вченим можливість більше дізнатися про еволюцію галактичних скупчень.

Вчені досліджували скупчення галактик MACSJ2243.3-0935, яке є центром надскупчення SCL2243-0935. Цей кластер є одним з найбільш віддалених з відомих скупчень від Землі і знаходиться на відстані приблизно в 4,6 мільярда світлових років. Причиною вибору цього космічного об'єкта стало те, що маса кластера, його температура і особливості поширення рентгенівського випромінювання вказували на можливість існування великого гало радіовипромінювання. Хоча вже проводилися спостереження за скупченням у радіодієстоні, радіогало знайти поки не вдавалося.

У новому дослідженні астрофізики скористалися двома радіотелескопами: KAT-7 в Південній Африці і Giant Meterwave Radio Telescope (GMRT), який розташовується в Індії. Вчені провели спостереження за кластером на радіочастотах в 1,4 Гігагерц і 610 Мегагерц.

Вчені виявили, що в центрі MACSJ2243.3-0935 ховалася велика область радіовипромінювання з щільністю потоку випромінювання приблизно в 10^-2 Янських або 10^-27 Вт/( ^м2· Гц) при частоті в 1,4 Гігагерц. Спектральна щільність потоку - це параметр, який оцінює кількість енергії, що надходить на квадратний метр поверхні за одиницю часу в одиничному інтервалі частот. Ширина виявленого радіогало склала близько трьох мільйонів світлових років.

Знайдена область поширення радіовипромінювання відноситься до типу гігантських радіогало. Однак астрофізики виявили на захід від кластера та інше джерело випромінювання з меншою щільністю потоку. Його довжина становить приблизно 2,4 мільйона світлових років. Ця область, вважають вчені, відноситься до радіореліктів. Якщо це припущення підтвердиться, то MACSJ2243.3-0935 стане одним з небагатьох кластерів з двома типами радіогало. У майбутньому це допоможе розкрити механізми формування галактичних скупчень на ранніх стадіях розвитку Всесвіту.

А