Nuove osservazioni e simulazioni mostrano che i getti di particelle ad alta energia emessi dal buco nero massiccio centrale nella galassia più luminosa degli ammassi di galassie possono essere utilizzati per mappare la struttura dei campi magnetici invisibili tra gli ammassi. Questi risultati forniscono agli astronomi un nuovo strumento per studiare aspetti precedentemente inesplorati degli ammassi di galassie.

Man mano che gli ammassi di galassie crescono attraverso le collisioni con la materia circostante, creano scosse d'arco e scie nel loro plasma diluito. Il movimento del plasma indotto da queste attività può avvolgere strati magnetici all'interno del cluster, formando pareti virtuali di forza magnetica. Questi strati magnetici, però, possono essere osservati solo indirettamente quando qualcosa interagisce con loro. Poiché è semplicemente difficile identificare tali interazioni, la natura dei campi magnetici all'interno del cluster rimane poco compresa. Un nuovo approccio per mappare/caratterizzare gli strati magnetici è altamente auspicabile.

Un team internazionale di astronomi tra cui Haruka Sakemi, uno studente laureato alla Kyushu University (ora ricercatore presso l'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone-NAOJ), ha utilizzato il radiotelescopio MeerKAT situato nel deserto del Karoo settentrionale del Sud Africa per osservare una galassia luminosa nell'ammasso di galassie Abell 3376 noto come MRC 0600-399. Situato a più di 600 milioni di anni luce di distanza in direzione della costellazione della Colomba, MRC 0600-399 è noto per avere strutture a getto insolite piegate ad angoli di 90 gradi. Precedenti osservazioni a raggi X hanno rivelato che MRC 0600-399 è il nucleo di un sub-ammasso che penetra nell'ammasso principale di galassie, indicando la presenza di forti strati magnetici al confine tra il principale e il sub-cluster. Queste caratteristiche rendono MRC 0600-399 un laboratorio ideale per studiare le interazioni tra getti e forti strati magnetici.

Le osservazioni MeerKAT hanno rivelato dettagli senza precedenti dei getti, più sorprendentemente, debole struttura a "doppia falce" che si estende nella direzione opposta rispetto ai punti di piegatura e crea una forma a "T". Questi nuovi dettagli mostrano che, come un flusso d'acqua che colpisce una lastra di vetro, questa è una collisione molto caotica. Sono necessarie simulazioni al computer dedicate per spiegare la morfologia del getto osservata e le possibili configurazioni del campo magnetico.

Takumi Ohmura, uno studente laureato presso l'Università di Kyushu (ora ricercatore presso l'Istituto per la ricerca sui raggi cosmici-ICRR dell'Università di Tokyo), del team ha eseguito simulazioni sul supercomputer ATERUI II di NAOJ, il computer più potente al mondo dedicato ai calcoli astronomici. Le simulazioni hanno assunto un forte campo magnetico simile ad un arco, trascurando dettagli disordinati come la turbolenza e il movimento della galassia. Questo semplice modello fornisce una buona corrispondenza con le osservazioni, indicando che il modello magnetico utilizzato nella simulazione riflette l'intensità e la struttura del campo magnetico effettivo intorno a MRC 0600-399. Ma ancora più importante, dimostra che le simulazioni possono rappresentare con successo la fisica sottostante in modo che possano essere utilizzate su altri oggetti per caratterizzare strutture di campo magnetico più complesse in ammassi di galassie. Ciò fornisce agli astronomi un nuovo modo di comprendere l'Universo magnetizzato e uno strumento per analizzare i dati di qualità superiore provenienti da futuri osservatori radio come lo SKA (Square Kilometer Array).

Questi risultati sono apparsi come Chibueze, Sakemi, Ohmura, et. al. "Getti piegati da campi magnetici nell'ammasso di galassie Abell 3376" in Natura il 6 maggio, 2021.