Астрономы обнаружили радиогало в массивном скоплении галактик

Архивное изображение ACT-CL J0329 с Чандры. Автор: Sikhosana et al., 2024.

Международная группа астрономов провела радионаблюдения массивного скопления галактик, известного как ACT-CL J0329.2-2330, в результате чего в этом скоплении было обнаружено новое радиоореол. Об этом сообщается в исследовательской статье, опубликованной 5 апреля на сервере препринтов arXiv.

Радиоореолы — это огромные области диффузного радиоизлучения, обычно встречающиеся в центрах массивных скоплений галактик, демонстрирующие правильную морфологию, которая имеет тенденцию следовать за внутрикластерной средой, излучающей рентгеновские лучи (ICM). 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 областей.

Теперь группа астрономов под руководством Синенхланхла Прешес Сихосана из Университета Квазулу-Наталь в Дурбане, Южная Африка, обнаружила новое радиоореол в ACT-CL J0329.2-2330 (или для краткости ACT-CL J0329) — скопление галактик с массой около 970 триллионов солнечных масс, с красным смещением 1,23. Открытие является результатом наблюдений этого скопления в L-диапазоне и УВЧ-диапазоне с помощью радиотелескопа MeerKAT в рамках исследования MeerKAT Massive Distant Cluster Survey (MMDCS).

«В этом письме мы представили наблюдения MeerKAT L и UHF-диапазона ACT-CL J0329.2-2330, скопления галактик с z = 1,23. На изображениях с низким разрешением видно радиогало в скоплении. (... Наблюдения MeerKAT проводились в L-диапазоне с общим временем нахождения на цели 3,5 часа, с использованием скорости сброса 8 секунд и 4096 каналов», — пишут исследователи.

Анализируя изображения MeerKAT, команда Сихосаны определила расширенное излучение в центре ACT-CL J0329 с наибольшим линейным размером 3,59 миллиона световых лет на частоте 1,28 ГГц. Изображения MeerKAT также показывают, что радиоореол в ACT-CL J0329 имеет гладкую правильную морфологию, которая отражает тепловое тормозное излучение внутрикластерной среды (ICM).

Основываясь на этих результатах, астрономы классифицировали это излучение как радиогало, что означает, что это гало с самым высоким красным смещением, обнаруженным до сих пор.

Исследование показало, что недавно открытое радиогало имеет плотность потока 3,44 и 6,11 мЯн в L- и УВЧ-диапазоне соответственно. Интегральный спектральный индекс гало был рассчитан равным 1,3, а его радиомощность — 4,4 YВт/Гц.

Эти результаты позволяют предположить, что гало в ACT-CL J0329 столь же ярко, как и гало, обнаруженные в близлежащих массивных скоплениях галактик, что, по-видимому, подтверждает наличие быстрого усиления магнитного поля в скоплениях галактик при высоких красных смещениях.

В заключительных замечаниях авторы статьи подчеркнули, что карта спектрального индекса ACT-CL J0329 демонстрирует различимые колебания, поскольку более крутые значения спектрального индекса сосредоточены в восточной области. Это может указывать на то, что турбулентная энергия неравномерно рассеивается в объеме гало.

Больше информации: S. P. Sikhosana et al, The MeerKAT Massive Distant Clusters Survey: A Radio Halo in a Massive Galaxy Cluster at z = 1.23, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2404.03944