Az Univerzum tele van galaxishalmazokkal – hatalmas struktúrákkal, amelyek a kozmikus háló metszéspontjain halmozódnak fel. Egyetlen halmaz több millió fényév átmérőjű lehet, és több száz vagy akár több ezer galaxisból áll.
Ezek a galaxisok azonban a halmaz teljes tömegének csak néhány százalékát képviselik. Körülbelül 80 százaléka sötét anyag, a többi pedig forró plazma “leves”: 10 000 000 ℃ fölé melegített gáz, amely gyenge mágneses mezőkkel fonódik össze.
Mi és kollégáink nemzetközi csapata egy sor ritkán megfigyelt rádióobjektumot azonosítottunk – egy rádióereklyét, egy rádióhalot és fosszilis rádiósugárzást – egy különösen dinamikus Abell 3266 nevű galaxishalmazban. Megcáfolják az ilyen objektumok eredetére vonatkozó létező elméleteket. és eredetük.jellemzők.
(Christopher Riseley, az ASKAP, az ATCA, az XMM-Newton és a Dark Energy Survey adatai alapján)
Fent: Az ütköző Abell 3266 klaszter az elektromágneses spektrumon keresztül, az ASKAP és az ATCA (piros/narancs/sárga színek), az XMM-Newton (kék) és a Dark Energy Survey (háttértérkép) adatai alapján.
Ereklyék, halók és kövületek
A galaxishalmazok lehetővé teszik számunkra, hogy sokféle, gazdag folyamatot, köztük a mágnesességet és a plazmafizikát tanulmányozzuk olyan környezetben, amelyet laboratóriumainkban nem tudunk megismételni.
Amikor a klaszterek ütköznek, hatalmas mennyiségű energia kerül a forró plazma részecskéibe, ami rádiósugárzást generál. És ez a kibocsátás különböző formában és méretben létezik.
Példa erre a „rádiórelikviák”. Ívek alakúak, és egy klaszter széle felé ülnek, a plazmán áthaladó lökéshullámok hajtják, sűrűség- vagy nyomásugrást okozva, és energiával töltik fel a részecskéket. A lökéshullámra példa a Földön a hangrobbanás, amely akkor következik be, amikor egy repülőgép áttöri a hanggátat.
A „rádiós glóriák” szabálytalan források, amelyek a klaszter közepe felé fekszenek. A forró plazmában lévő turbulencia táplálja őket, amely energiát ad a részecskéknek. Tudjuk, hogy mind a fényudvarok, mind az emlékek a galaxishalmazok ütközései során keletkeznek, de sok durva részletük megfoghatatlan.
Aztán vannak “kövületi” rádióforrások. Ezek egy rádiógalaxis közepén található szupermasszív fekete lyuk halálának rádiómaradványai.
Működés közben a fekete lyukak hatalmas plazmasugarat bocsátanak ki messze túl a galaxison. Amikor elfogy az üzemanyag és megállnak, a fúvókák elkezdenek eltűnni. A maradványokat radiofosszíliákként észleljük.
Abell 3266
Új cikkünk, amely a A Royal Astronomical Society havi értesítéseiegy nagyon részletes tanulmányt mutat be az Abell 3266 nevű galaxishalmazról.
Ez egy nagyon dinamikus és rendetlen ütközőrendszer, körülbelül 800 millió fényévnyire. Egy olyan rendszer összes tulajdonságával rendelkezik, amely: kellene házi ereklyék és fényudvarok – de a közelmúltig egyiket sem fedezték fel.
Az év elején a Murchison Widefield Array-vel végzett munka folytatásaként az ASKAP rádióteleszkóp és az Australia Telescope Compact Array (ATCA) új adatait használtuk fel, hogy részletesebben megvizsgáljuk az Abell 3266-ot.
Adataink összetett képet festenek. Ezt láthatja a vezető képen: a sárga színek olyan jellemzőket mutatnak, ahol az energiabevitel aktív. A kék köd a forró plazmát jelenti, röntgenhullámhosszon rögzítve.
A vörösebb színek olyan jellemzőket mutatnak, amelyek csak alacsonyabb frekvenciákon láthatók. Ez azt jelenti, hogy ezek a tárgyak régebbiek és kevesebb energiával rendelkeznek. Vagy sok energiát veszítettek az idők során, vagy soha nem volt mit kezdeniük vele.
A rádió ereklye piros színnel látható a kép alján (a nagyításért lásd lent). Az itt található adataink pedig olyan különleges tulajdonságokat tárnak fel, amelyeket egy ereklyében még soha nem láttak.
(Christopher Riseley, az ASKAP, az ATCA, az XMM-Newton és a Dark Energy Survey adatai alapján)
Fent: Az Abell 3266 “rossz” relikviája itt látható sárga/narancs/piros színekkel, amelyek a rádió fényerejét jelzik.
Homorú formája is szokatlan, így a “rossz” ereklye fülbemászó beceneve. Összességében az adataink megbolygatják az ereklyék keletkezésének megértését, és még mindig azon dolgozunk, hogy megfejtsük a rádióobjektumok mögött rejlő összetett fizikát.
Egy szupermasszív fekete lyuk ősi maradványai
A kép jobb felső sarkában (és lent is) látható rádiókövület nagyon halvány és vörös, ami azt jelzi, hogy régi. Úgy gondoljuk, hogy ez a rádiósugárzás eredetileg a bal alsó galaxisból származott, egy központi fekete lyukkal, amelyet már régóta kikapcsoltak.
(Christopher Riseley, az ASKAP, az ATCA, az XMM-Newton és a Dark Energy Survey adatai alapján)
Fent: Az Abell 3266 radiofosszíliája itt látható piros színekkel és körvonalakkal, amelyek az ASKAP által mért rádiófényességet mutatják, kék színekkel pedig a forró plazmát. A cián nyíl arra a galaxisra mutat, amelyről úgy gondoljuk, hogy egykor a kövületet táplálta.
A legjobb fizikai modelljeink egyszerűen nem férnek bele az adatokba. Ez hiányosságokat tár fel az erőforrások fejlődésének megértésében – ezeket a hiányosságokat próbáljuk pótolni.
Végül egy okos algoritmus segítségével defókuszáltuk a fő képet, hogy nagyon halvány sugárzást keressünk, amelyek nagy felbontásban láthatatlanok, így előkerült az Abell 3266 rádiós halójának első észlelése (lásd alább).
(Christopher Riseley, az ASKAP, az ATCA, az XMM-Newton és a Dark Energy Survey adatai alapján)
Fent: Az Abell 3266 rádiós glóriája itt látható piros színekkel és körvonalakkal, amelyek az ASKAP által mért rádió fényerejét, kék színekkel pedig a forró plazmát jelzik. A pontozott ciángörbe a rádiós halo külső határait jelöli.
Úton a jövő felé
Ez az Abell 3266 megértéséhez vezető út kezdete. Rengeteg új és részletes információt tártunk fel, de kutatásunk még több kérdést vetett fel.
Az általunk használt teleszkópok megalapozzák a Square Kilometer Array projekt forradalmi tudományát. A miénkhez hasonló tanulmányok lehetővé teszik a csillagászok számára, hogy megtudják, amit mi nem tudunk – de biztos lehet benne, hogy meg fogjuk tudni.
Elismerjük, hogy a gomeroi emberek az ATCA székhelyének hagyományos tulajdonosai, a Wajarri Yamatji pedig a Murchison Radioastronomy Observatory helyszín hagyományos tulajdonosai, ahol az ASKAP és a Murchison Widefield Array található. 
Christopher Riseley, a Bolognai Egyetem tudományos munkatársa és Tessa Vernstrom, a Nyugat-ausztrál Egyetem tudományos főmunkatársa.
Ezt a cikket a The Conversation újból közzétettük Creative Commons licenc alatt. Olvassa el az eredeti cikket.
.