Un team internazionale di astronomi ha effettuato osservazioni radio e a raggi X di reliquie radio in un ammasso di galassie in fusione noto come PSZ2 G096.88+24.18. I risultati di questa campagna di monitoraggio potrebbero far luce sulla natura di questo ammasso di galassie. Lo studio è stato pubblicato il 18 maggio su arXiv.org.

Le reliquie radiofoniche sono diffuse, radiosorgenti allungate di origine di sincrotrone. Si presentano sotto forma di spettacolari archi simmetrici singoli o doppi alle periferie degli ammassi di galassie. Gli astronomi sono particolarmente interessati a studiare tali sorgenti nella fusione di ammassi di galassie, poiché il numero di reperti radiofonici associati agli shock di fusione è ancora ridotto.

Con un redshift di 0,3, PSZ2 G096.88+24.18 (noto anche come ZwCL1856.8+6616) è un sistema di ammassi di galassie a bassa massa (circa 470 trilioni di masse solari). Precedenti osservazioni di questo ammasso con il Westerbork Synthesis Radio Telescope (WSRT) a 1,4 GHz hanno rilevato una coppia di reliquie radio sui suoi bordi nord e sud.

Un team di astronomi guidato da Alexander Jones dell'Università di Amburgo, Germania, ha ora investigato in dettaglio la doppia reliquia radio in PSZ2 G096.88+24.18. Per questo scopo, hanno condotto osservazioni radio di questo cluster utilizzando il Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) e il Low Frequency Array (LOFAR), così come uno studio a raggi X di questo sistema con la navicella spaziale Chandra della NASA.

"In questo articolo presentiamo le osservazioni radio LOFAR HBA (140 MHz) e VLA (1,5 GHz) e i dati Chandra a raggi X di PSZ2 G096.88+24.18. Con queste osservazioni multifrequenza effettuiamo analisi spettrali e di polarizzazione del doppio cimeli radiofonici in PSZ2 G096.88+24.18, " scrivono i ricercatori sul giornale.

Lo studio ha scoperto che le due reliquie radio diametralmente opposte di PSZ2 G096.88+24.18 sono approssimativamente equidistanti dal centro dell'ammasso, circa 3,58 e 3,26 milioni di anni luce rispettivamente per le reliquie settentrionali e meridionali. A 140 MHz queste due sorgenti hanno dimensioni lineari maggiori di circa 2,93 e 4,89 milioni di anni luce e un rapporto di flusso di 1:3,5 rispettivamente per le reliquie nord e sud.

Le osservazioni radio hanno rivelato la presenza di una macchia di emissione diffusa (soprannominata Connection dagli autori dell'articolo) che collega una radiogalassia denominata S1 con la reliquia meridionale. La connessione coincide con una regione della reliquia radio in cui è stato osservato un aumento della luminosità superficiale. La grande macchia di emissione diffusa rilevata sta probabilmente influenzando le proprietà della reliquia.

Cercando di trovare la spiegazione più plausibile per la Connessione, gli astronomi ipotizzano che si tratti molto probabilmente di un'onda d'urto di fusione che è passata sopra un lobo del nucleo galattico attivo (AGN).

"L'indice spettrale integrato aumenta lungo la connessione, lontano da S1, che sembra suggerire la riaccelerazione di un lobo AGN (...) Simulazioni recenti di ZuHone et al. (2020) mostrano che un'onda d'urto guidata dalla fusione che passa attraverso i getti di un AGN può produrre una frazione di raggi cosmici disomogenea lungo l'asse maggiore di uno shock. Se questo è il caso in PSZ2 G096.88+24.18, questo potrebbe spiegare la discontinuità di luminosità della superficie radio osservata e quindi suggerire che i lati est e ovest della reliquia meridionale siano generati dallo stesso meccanismo di accelerazione, " hanno concluso i ricercatori.

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