Vi fandt nogle mærkelige radiokilder i en fjern galaksehob. De får os til at genoverveje, hvad vi troede, vi vidste

Universet er fyldt med galaksehobe – enorme strukturer, der er stablet op ved skæringspunkterne mellem det kosmiske net. En enkelt hob kan strække sig over millioner af lysår på tværs og bestå af hundreder eller endda tusindvis af galakser.

Disse galakser repræsenterer dog kun nogle få procent af en hobs samlede masse. Omkring 80 % af det er mørkt stof, og resten er en varm plasma-"suppe":gas opvarmet til over 10.000.000 ℃ og sammenvævet med svage magnetfelter.

Vi og vores internationale team af kolleger har identificeret en række sjældent observerede radioobjekter - et radiolevn, en radiohalo og fossil radioemission - inden for en særlig dynamisk galaksehob kaldet Abell 3266. De trodser eksisterende teorier om både oprindelsen af ​​sådanne objekter og deres egenskaber.

Relikvier, haloer og fossiler

Galakseklynger giver os mulighed for at studere en bred vifte af rige processer – inklusive magnetisme og plasmafysik – i miljøer, vi ikke kan genskabe i vores laboratorier.

Når klynger kolliderer med hinanden, bliver enorme mængder energi lagt i partiklerne i det varme plasma, hvilket genererer radioemission. Og denne emission kommer i en række forskellige former og størrelser.

"Radio relikvier" er et eksempel. De er bueformede og sidder mod en klynges udkant, drevet af chokbølger, der rejser gennem plasmaet, som forårsager et hop i tæthed eller tryk og giver energi til partiklerne. Et eksempel på en chokbølge på Jorden er det soniske boom, der sker, når et fly bryder lydmuren.

"Radiohaloer" er uregelmæssige kilder, der ligger ind mod klyngens centrum. De drives af turbulens i det varme plasma, som giver energi til partiklerne. Vi ved, at både haloer og relikvier er genereret af kollisioner mellem galaksehobe - men mange af deres grove detaljer forbliver uhåndgribelige.

Så er der "fossile" radiokilder. Disse er radiorester fra døden af ​​et supermassivt sort hul i midten af ​​en radiogalakse.

Når de er i aktion, skyder sorte huller enorme stråler af plasma langt ud over selve galaksen. Da de løber tør for brændstof og slukker, begynder jetflyene at spredes. Resterne er, hvad vi opdager som radiofossiler.

Abell 3266

Vores nye papir, offentliggjort i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , præsenterer en meget detaljeret undersøgelse af en galaksehob kaldet Abell 3266.

Dette er et særligt dynamisk og rodet kolliderende system omkring 800 millioner lysår væk. Det har alle kendetegnene for et system, der bør være vært for relikvier og glorier - men ingen var blevet opdaget indtil for nylig.

Efter at have fulgt op på arbejdet udført med Murchison Widefield Array tidligere på året brugte vi nye data fra ASKAP-radioteleskopet og Australia Telescope Compact Array (ATCA) til at se Abell 3266 mere detaljeret.

Vores data tegner et komplekst billede. Du kan se dette på hovedbilledet:gule farver viser funktioner, hvor energiinput er aktiv. Den blå uklarhed repræsenterer det varme plasma, fanget ved røntgenbølgelængder.

Rødere farver viser funktioner, der kun er synlige ved lavere frekvenser. Det betyder, at disse genstande er ældre og har mindre energi. Enten har de mistet meget energi over tid, eller også har de aldrig haft meget til at begynde med.

Radiorelikvien er synlig i rødt nær bunden af ​​billedet (se nedenfor for en zoom). Og vores data her afslører særlige træk, som aldrig er set før i et relikvie.

Dens konkave form er også usædvanlig, hvilket giver den den iørefaldende betegnelse for et "forkert" relikvie. Samlet set bryder vores data vores forståelse af, hvordan relikvier genereres, og vi arbejder stadig på at tyde den komplekse fysik bag disse radioobjekter.

Gamle rester af et supermassivt sort hul

Radiofossilet, set øverst til højre på blybilledet (og også nedenfor), er meget svagt og rødt, hvilket indikerer, at det er gammelt. Vi tror, ​​at denne radioemission oprindeligt kom fra galaksen nederst til venstre med et centralt sort hul, der længe har været slukket.

Vores bedste fysiske modeller kan simpelthen ikke passe til dataene. Dette afslører huller i vores forståelse af, hvordan disse kilder udvikler sig – huller, som vi arbejder på at udfylde.

Til sidst, ved hjælp af en smart algoritme, defokuserede vi blybilledet for at lede efter meget svag emission, der er usynlig ved høj opløsning, og afslørede den første detektering af en radiohalo i Abell 3266 (se nedenfor).

Mod fremtiden

Dette er begyndelsen på vejen mod at forstå Abell 3266. Vi har afsløret et væld af ny og detaljeret information, men vores undersøgelse har rejst endnu flere spørgsmål.

De teleskoper, vi brugte, lægger grundlaget for revolutionær videnskab fra Square Kilometer Array-projektet. Undersøgelser som vores giver astronomer mulighed for at finde ud af, hvad vi ikke ved - men du kan være sikker på, at vi vil finde ud af det. + Udforsk yderligere

To radiorelikvier opdaget i galaksehoben Abell 168

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.