Наблюдатели исследуют слияние близлежащего скопления галактик

Спектральное разделительное изображение, полученное с использованием метода, схожего с методом спектральной томографии, для выделения более плоских и крутых компонентов в CIZA0107. Автор: arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2412.15015

Используя Very Large Array (VLA), международная группа астрономов наблюдала близкое слияние галактик, известное как CIZA J0107.7+5408. Результаты наблюдательной кампании, представленные 20 декабря на сервере препринтов arXiv, могут помочь нам лучше понять процессы слияния, происходящие между скоплениями галактик.

Скопления галактик содержат до тысяч галактик, связанных вместе гравитацией. Они обычно образуются в результате слияний и растут путем аккреции субскоплений. Эти процессы предоставляют прекрасную возможность изучать материю в условиях, которые невозможно исследовать в лабораториях на Земле. В частности, слияние скоплений галактик может помочь нам лучше понять физику ударных волн и холодных фронтов, наблюдаемых в диффузной среде внутри скоплений, ускорение космических лучей в скоплениях и свойства самовзаимодействия темной материи.

При красном смещении приблизительно 0,1 CIZA J0107.7+5408, или сокращенно CIZA0107, является близким, пост-ядерным проходом, диссоциативным двойным слиянием кластеров. Это большая, примерно равной массы возмущенная система, состоящая из двух субкластеров, вмещающая два пика оптической плотности, с ассоциированными, но смещенными пиками рентгеновского излучения.

Группа астрономов под руководством Эммы Шварцманн из Военно-морской исследовательской лаборатории США в Вашингтоне, округ Колумбия, исследовала CIZA0107 с помощью VLA, чтобы пролить больше света на его свойства.

«Мы представляем новые наблюдения CIZA0107 с помощью Very Large Array на частотах 240–470 МГц и 2,0–4,0 ГГц. Мы получаем изображение диффузного излучения с высоким разрешением, ограничиваем его интегрированный спектр и составляем карту распределения спектрального индекса», — пишут исследователи в статье.

Новые наблюдения VLA подтвердили сложное динамическое состояние CIZA0107. Изображения показывают резко нарушенную систему слияния с осью слияния вдоль направления северо-восток-юго-запад.

Наблюдения на частотах 340 МГц и 3,0 ГГц демонстрируют диффузное радиоизлучение в масштабе около 1,6 миллиона световых лет в каждом из двух подкластеров CIZA0107. На частоте 340 МГц астрономы также обнаружили излучение из двух областей сверхкрутого спектра, расположенных к северо-западу и юго-востоку от пика диффузного радиоизлучения в юго-западном подкластере.

Кроме того, исследование показало, что два подкластера имеют схожий спектральный индекс, приблизительно -1,3. Для областей ультракрутого спектра исследователи измерили более крутые спектральные наклоны между 74 МГц и 340 МГц, около −2,2 и −2,9 для северо-западных и юго-восточных регионов соответственно.

Наблюдения также показали, что диффузное излучение, связанное с юго-западным субкластером, показывает резкий радиокрай на частоте 340 МГц. Однако на частоте 3,0 ГГц диффузное излучение не показывает никаких особенностей в месте расположения радиокрая на частоте 340 МГц и рентгеновского ударного фронта, и фактически оно простирается за пределы ударной волны.

Подводя итоги, авторы статьи подчеркивают, что свойства излучения в CIZA0107 позволяют предположить, что система может иметь двойную гало-структуру, или же излучение может иметь свое происхождение от двух реликтов, проецирующихся на центральные области скопления.

Больше информации: Emma Schwartzman et al, Multi-frequency Radio Observations of the Dissociative Cluster Merger CIZA J0107.7+5408, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2412.15015