Utilizzando l'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA, un team internazionale di astronomi ha condotto osservazioni di immagini profonde di una radiogalassia ad alto redshift nota come 4C 63.20. La campagna osservativa ha rivelato un'emissione di raggi X estesa da questa sorgente. La scoperta è riportata in un articolo pubblicato il 20 luglio su arXiv pre-print paper.

Le radiogalassie emettono enormi quantità di onde radio dai loro nuclei centrali. I buchi neri al centro di queste galassie accumulano gas e polvere, generando getti ad alta energia visibili nelle lunghezze d'onda radio, che accelerano le particelle caricate elettricamente ad alte velocità.

Galassie radio ad alto redshift (HzRG), che sono tra le galassie più massicce al loro redshift, sono noti per contenere grandi quantità di polvere e gas. Gli HzRG si trovano spesso al centro di ammassi e proto-ammassi di galassie. Potrebbero fornire informazioni sull'assemblaggio e l'evoluzione di strutture su larga scala nell'universo.

Ad un redshift di circa 4.261, 4C 63.20 è uno dei pochi HzRG conosciuti. È anche l'unico HzRG ad avere un associato, controparte radiografica statisticamente significativa con un redshift superiore a 4.0. Recentemente, un gruppo di astronomi guidati da Kate Napier dell'Università del Michigan ha studiato questa sorgente di raggi X utilizzando l'Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS), un imager a raggi X a bordo di Chandra.

"In questo documento, riportiamo le osservazioni profonde di 4C 63.20 con l'Osservatorio a raggi X Chandra, finalizzato a testare il modello cosmico di spegnimento del fondo a microonde risolvendo la sua emissione di raggi X su scale sub-arcsec, " hanno scritto i ricercatori nello studio.

Le osservazioni di Chandra mostrano che la controparte a raggi X di 4C 63.20 è costituita da un nucleo compatto più un'emissione estesa da sud-est a nord-ovest. Questa emissione di raggi X estesa rappresenta circa il 30 percento del flusso e si è rivelata allineata con gli hotspot radio di 4C 63.20 visti a 5,0 GHz. Gli astronomi hanno notato che sebbene la separazione osservata e le posizioni del baricentro delle due sorgenti di raggi X indichino una diffusa, natura simile a un lobo, lo scenario che si tratti di due hotspot compatti non è da escludere al momento.

Cercando di riprodurre la distribuzione dell'energia spettrale (SED) del sistema 4C 63.20, i ricercatori hanno scoperto che potrebbe essere descritto da un modello di jet che attribuisce la maggior parte del flusso radio all'emissione di sincrotrone dagli hotspot. Quando si tratta di emissione di raggi X, può essere prodotto tramite dispersione Compton inversa (IC) dal disco, fotoni toroidali e cosmici di fondo a microonde (CMB).

"Questo scenario è ampiamente coerente con l'aspettativa dei lobi altamente magnetizzati in un CMB più caldo, e supporta l'idea che IC/CMB possa estinguere lobi radio meno estremi ad alti redshift, " hanno spiegato gli autori del documento.

Riassumendo i risultati, gli astronomi hanno concluso che il caso di 4C 63.20 mostra che gli HzRG chiaramente non sono radio-spegniti; però, La luminosità dei raggi X di queste sorgenti è coerente con le aspettative dei lobi altamente magnetizzati in una CMB più calda.

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