L'universo è disseminato di ammassi di galassie:enormi strutture ammucchiate alle intersezioni della rete cosmica. Un singolo ammasso può estendersi per milioni di anni luce ed essere composto da centinaia, o addirittura migliaia, di galassie.

Tuttavia, queste galassie rappresentano solo una piccola percentuale della massa totale di un ammasso. Circa l'80% è costituito da materia oscura e il resto è una "zuppa" di plasma caldo:gas riscaldato a oltre 10.000.000 ℃ e intrecciato con deboli campi magnetici.

Noi e il nostro team internazionale di colleghi abbiamo identificato una serie di oggetti radio osservati raramente - una reliquia radio, un alone radio e un'emissione radio fossile - all'interno di un ammasso di galassie particolarmente dinamico chiamato Abell 3266. Sfidano le teorie esistenti sull'origine di tali oggetti. e le loro caratteristiche.

Reliquie, aureole e fossili

Gli ammassi di galassie ci consentono di studiare un'ampia gamma di processi ricchi, inclusi il magnetismo e la fisica del plasma, in ambienti che non possiamo ricreare nei nostri laboratori.

Quando i cluster entrano in collisione tra loro, enormi quantità di energia vengono immesse nelle particelle del plasma caldo, generando emissioni radio. E questa emissione è disponibile in una varietà di forme e dimensioni.

"Reliquie radiofoniche" sono un esempio. Sono a forma di arco e si trovano verso la periferia di un ammasso, alimentati da onde d'urto che viaggiano attraverso il plasma, che provocano un salto di densità o pressione ed energizzano le particelle. Un esempio di onda d'urto sulla Terra è il boom sonico che si verifica quando un aereo rompe la barriera del suono.

Gli "alone radiofonici" sono sorgenti irregolari che si trovano verso il centro del cluster. Sono alimentati dalla turbolenza nel plasma caldo, che dà energia alle particelle. Sappiamo che sia gli aloni che le reliquie sono generati da collisioni tra ammassi di galassie, eppure molti dei loro dettagli grintosi rimangono sfuggenti.

Poi ci sono le sorgenti radio "fossili". Questi sono gli avanzi radio della morte di un buco nero supermassiccio al centro di una radiogalassia.

Quando sono in azione, i buchi neri sparano enormi getti di plasma ben oltre la galassia stessa. Quando esauriscono il carburante e si spengono, i getti iniziano a dissiparsi. I resti sono ciò che rileviamo come radio fossili.

Abell 3266

Il nostro nuovo articolo, pubblicato negli Avvisi mensili della Royal Astronomical Society , presenta uno studio molto dettagliato di un ammasso di galassie chiamato Abell 3266.

Questo è un sistema in collisione particolarmente dinamico e disordinato a circa 800 milioni di anni luce di distanza. Ha tutte le caratteristiche di un sistema che dovrebbe ospitare reliquie e aureole, ma nessuna era stata rilevata fino a poco tempo fa.

Facendo seguito al lavoro condotto utilizzando il Murchison Widefield Array all'inizio di quest'anno, abbiamo utilizzato i nuovi dati del radiotelescopio ASKAP e dell'Australia Telescope Compact Array (ATCA) per vedere Abell 3266 in modo più dettagliato.

I nostri dati dipingono un quadro complesso. Puoi vederlo nell'immagine principale:i colori gialli mostrano le caratteristiche in cui è attivo l'apporto di energia. La foschia blu rappresenta il plasma caldo, catturato alle lunghezze d'onda dei raggi X.

I colori più rossi mostrano caratteristiche visibili solo a frequenze più basse. Ciò significa che questi oggetti sono più vecchi e hanno meno energia. O hanno perso molte energie nel tempo o non hanno mai avuto molto per cominciare.

La reliquia radiofonica è visibile in rosso nella parte inferiore dell'immagine (vedi sotto per uno zoom). E i nostri dati qui rivelano caratteristiche particolari che non sono mai state viste prima in una reliquia.

Anche la sua forma concava è insolita, tanto da guadagnarsi l'accattivante soprannome di reliquia della "via sbagliata". Nel complesso, i nostri dati interrompono la nostra comprensione di come vengono generate le reliquie e stiamo ancora lavorando per decifrare la complessa fisica alla base di questi oggetti radio.

Antichi resti di un buco nero supermassiccio

Il fossile radio, visto verso l'alto a destra dell'immagine principale (e anche sotto), è molto debole e rosso, indicando che è antico. Riteniamo che questa emissione radio provenisse originariamente dalla galassia in basso a sinistra, con un buco nero centrale che è stato spento da tempo.

I nostri migliori modelli fisici semplicemente non possono adattarsi ai dati. Questo rivela delle lacune nella nostra comprensione dell'evoluzione di queste fonti, lacune che stiamo lavorando per colmare.

Infine, utilizzando un algoritmo intelligente, abbiamo sfocato l'immagine principale per cercare un'emissione molto debole che è invisibile ad alta risoluzione, portando alla luce il primo rilevamento di un alone radio in Abell 3266 (vedi sotto).

Verso il futuro

Questo è l'inizio della strada verso la comprensione di Abell 3266. Abbiamo scoperto una grande quantità di informazioni nuove e dettagliate, ma il nostro studio ha sollevato ancora più domande.

I telescopi che abbiamo utilizzato stanno gettando le basi per la scienza rivoluzionaria del progetto Square Kilometer Array. Studi come il nostro consentono agli astronomi di capire ciò che non sappiamo, ma puoi star certo che lo scopriremo. + Esplora ulteriormente

Scoperte due reliquie radio nell'ammasso di galassie Abell 168

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.