Det smukke rod i Abell 2255

Et internationalt hold af astrofysikere ledet af Andrea Botteon fra Leiden Universitet, Holland, har kastet lys over et af radiohimlens mest indviklede objekter:galaksehoben Abell 2255. Takket være de utrolige detaljerede billeder, der er opnået med det europæiske radioteleskop LOFAR, forskerne har været i stand til at observere detaljer, der aldrig er set før af emissionen fra klyngen. Haloen i Abell 2255 er ikke glat, men indeholder talrige filamenter, der ikke er set tidligere. Resultatet er blevet præsenteret i dag på det virtuelle årlige møde i European Astronomical Society (EAS) og vil blive offentliggjort i The Astrophysical Journal .

Observationerne udført med radioteleskopet LOFAR ændrer det billede, som astrofysikere havde på galaksehobe. På trods af deres navn, klynger er ikke kun sammensat af hundredvis af galakser spredt over millioner af lysår, der er bundet sammen af ​​tyngdekraften, men indeholder også partikler, der bevæger sig med hastigheder tæt på lysets hastighed, og som er i stand til at udsende stråling i radiobåndet, når de interagerer med klyngens magnetfelt. Disse radioemissioner, der strækker sig fra hobecentre i millioner af lysår og produceres, når to galaksehobe støder sammen, er blevet kaldt radiohaloer på grund af deres generelt sfæriske og glatte udseende.

Haloen i Abell 2255 ser ud til at være alt andet end glat, selvom. Første forfatter Botteon:"Vi opdagede eksistensen af ​​adskillige filamenter i halo-emissionen, som ikke er set tidligere. Dette var muligt takket være LOFAR, som har en følsomhed og vinkelopløsning meget højere end de radioteleskoper, der tidligere har observeret galaksehobe, og også fordi de opdagede filamenter udsender det meste af deres stråling i lange radiobølgelængder, præcis dem, der er opdaget af LOFAR-antennerne."

Radiohaloer er stadig gådefulde kilder for astrofysikere. En af de mest accepterede hypoteser om deres oprindelse er, at de dannes på grund af de turbulente bevægelser, der genereres i klyngegassen, udløses, når to klynger støder sammen. Inden for denne ramme, de nye observationer kunne give værdifuld indsigt i radiohaloer.

"Trådene opdaget af LOFAR kunne dannes nøjagtigt som en konsekvens af disse turbulente bevægelser, " siger Gianfranco Brunetti fra INAF-Bologna (Italien) og anden forfatter til undersøgelsen. "En anden mulighed, som vi overvejer, er, at filamenterne stammer fra interaktionen mellem galakserne, som bevæger sig med hastigheder på mange hundrede km/s inde i klyngen og plasmaet, der producerer haloens radioemission."

"Emissionens filamentære karakter viser vigtigheden af ​​turbulente magnetfelter, da emissionsbåndene sandsynligvis følger trådene af magnetiske felter, " tilføjer teammedlem Marcus Brüggen fra Universitetet i Hamborg, Tyskland.

Men der er meget mere i LOFAR-billederne af Abell 2255, hvor radiosignaler, der kommer fra områder meget fjernt fra klyngecentret, også observeres. Astrofysikere mener, at disse emissioner sporer chokbølger, der forplanter sig udad på store afstande og er i stand til at accelerere energiske partikler og forstærke magnetiske felter. I dette perifere miljø er emissionen fra den varme intergalaktiske gas ekstremt svag, på grænsen af ​​mulighederne for de nuværende instrumenter, der observerer i røntgenstråler og Planck-satellitten. Derfor, radioobservationer giver den enestående mulighed for at afsløre stofs bevægelser i uudforskede klyngeområder.

"For at studere, hvor langt radioemissionen strækker sig i klyngen, i de sidste par måneder har LOFAR udført en endnu dybere observation af Abell 2255, " siger medforfatter Reinout van Weeren fra Leiden University, Holland. "Et af målene er at forstå, om radioemissionen også strækker sig ud over Abell 2255, at spore det gigantiske kosmiske net, der forbinder klynger af galakser i universet."