Sumber radio aneh di gugus galaksi jauh menantang pemahaman kita

Alam semesta penuh dengan gugus galaksi – struktur besar yang bertumpuk di persimpangan jaringan kosmik. Sebuah cluster tunggal dapat menjangkau jutaan tahun cahaya dan terdiri dari ratusan atau bahkan ribuan galaksi.

Namun, galaksi-galaksi ini hanya mewakili sebagian kecil dari total massa gugus. Sekitar 80 persennya materi gelapSisanya adalah “sup” plasma panas: gas yang dipanaskan hingga lebih dari 10.000.000 dan terjerat dengan medan magnet yang lemah.

Kami dan tim rekan internasional kami telah mengidentifikasi serangkaian objek radio yang jarang diamati – sisa-sisa radio, radio korona, dan emisi radio fosil – dalam kelompok galaksi yang sangat dinamis bernama Abell 3266. Mereka menantang teori yang ada tentang asal usul dan sifat masing-masing objek ini.

(Christopher Risley, menggunakan data dari ASKAP, ATCA, XMM-Newton, dan Dark Energy Survey)

Atas: grup penumbuk Abell 3266 seperti yang terlihat di seluruh spektrum elektromagnetik, menggunakan data dari ASKAP dan ATCA (warna merah/oranye/kuning), XMM-Newton (biru), dan energi gelap Survei (latar belakang peta).

Monumen, lingkaran cahaya, dan fosil

Gugus galaksi memungkinkan kita untuk mempelajari berbagai proses yang kaya – termasuk magnetisme dan fisika plasma – di lingkungan yang tidak dapat kita buat ulang di laboratorium kita.

Ketika cluster bertabrakan satu sama lain, sejumlah besar energi dimasukkan ke dalam partikel plasma panas, menghasilkan emisi radio. Emisi ini datang dalam berbagai bentuk dan ukuran.

Salah satu contohnya adalah “jejak radio”. Mereka berbentuk busur dan duduk menuju pinggiran massa, dan ditenagai oleh gelombang kejut yang berjalan melalui plasma, yang menyebabkan lonjakan kepadatan atau tekanan, mengaktifkan partikel. Salah satu contoh gelombang kejut di Bumi adalah ledakan sonik yang terjadi ketika pesawat menembus penghalang suara.

“Radio lingkaran cahaya” adalah sumber tidak beraturan yang terletak di tengah cluster. Hal ini didukung oleh turbulensi dalam plasma panas, yang memberikan energi pada partikel. Kita tahu bahwa lingkaran cahaya dan efeknya disebabkan oleh tabrakan antara gugusan galaksi – namun banyak dari seluk-beluknya tetap sulit dipahami.

Lalu ada sumber radio “fosil”. Ini adalah sisa-sisa radio dari kematian lubang hitam supermasif di pusat galaksi radio.

ketika mereka sedang bekerja, lubang hitam Mereka meluncurkan pesawat raksasa dari plasma jauh dari galaksi itu sendiri. Saat bahan bakar habis dan mati, jet mulai terbuang sia-sia. Sisanya adalah apa yang kita temukan sebagai fosil radio.

Iblis 3266

kita kertas baruditerbitkan dalam Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Societymenyajikan studi yang sangat rinci tentang sekelompok galaksi yang disebut Abell 3266.

Ini adalah sistem tabrakan yang sangat dinamis dan kacau yang berjarak sekitar 800 juta tahun cahaya. Ia memiliki semua fitur pembeda dari suatu sistem Sebaiknya Ini menampung relik dan aura – namun tidak satupun dari mereka ditemukan sampai saat ini.

Lanjutkan pekerjaan yang dilakukan menggunakan Matriks Murchison Widefield lebih awal tahun inikami menggunakan data baru dari Teleskop Radio ASKAP dan teleskop kompak australia (ATCA) untuk melihat Abell 3266 lebih detail.

Data kami melukiskan gambaran yang kompleks. Anda dapat melihat ini di gambar utama: warna kuning menunjukkan fitur di mana input daya aktif. Kabut biru mewakili plasma panas yang ditangkap pada panjang gelombang sinar-X.

Warna merah menunjukkan fitur yang hanya muncul pada frekuensi yang lebih rendah. Ini berarti bahwa hal-hal ini lebih tua dan memiliki lebih sedikit energi. Entah mereka kehilangan banyak energi seiring waktu, atau mereka tidak punya banyak energi untuk memulai.

Sisa-sisa radio terlihat berwarna merah di dekat bagian bawah gambar (lihat di bawah untuk memperbesar). Data kami di sini mengungkapkan fitur tertentu yang sebelumnya tidak terlihat di relik.

(Christopher Risley, menggunakan data dari ASKAP, ATCA, XMM-Newton, dan Dark Energy Survey)

Atas: Residu “jalur yang salah” Abell 3266 ditampilkan di sini dalam warna kuning/oranye/merah yang mewakili kecerahan radio.

Bentuknya yang cekung juga tidak biasa, menjadikannya julukan yang menarik untuk peninggalan “jalan yang salah”. Secara keseluruhan, data kami menghancurkan pemahaman kami tentang bagaimana efek dibuat, dan kami masih bekerja menguraikan fisika kompleks di balik objek radio ini.

Sisa-sisa kuno lubang hitam supermasif

Fosil radioaktif, terlihat di kanan atas gambar utama (dan juga di bawah), sangat redup dan merah, menunjukkan bahwa itu sudah tua. Kami percaya transmisi radio ini awalnya berasal dari galaksi di kiri bawah, dengan lubang hitam pusat yang lama tertutup.

(Christopher Risley, menggunakan data dari ASKAP, ATCA, XMM-Newton, dan Dark Energy Survey)

Atas: Fosil radio Abell 3266 ditampilkan di sini dengan warna dan garis merah yang menggambarkan kecerahan radio yang diukur dengan ASKAP, dan warna biru menunjukkan plasma panas. Panah langit menunjuk ke galaksi yang kita pikir pernah menjadi sumber energi fosil.

Model fisik terbaik kami tidak sesuai dengan data. Ini mengungkapkan kesenjangan dalam pemahaman kami tentang bagaimana sumber-sumber ini berkembang – kesenjangan yang sedang kami upayakan untuk diisi.

Terakhir, menggunakan algoritme cerdas, kami mendefokus gambar utama untuk mencari emisi yang sangat redup dan tidak terlihat pada resolusi tinggi, yang mengungkapkan deteksi pertama radio korona di Abell 3266 (lihat di bawah).

(Christopher Risley, menggunakan data dari ASKAP, ATCA, XMM-Newton, dan Dark Energy Survey)

Atas: aura radio Abell 3266 ditampilkan di sini dengan warna dan garis merah yang menggambarkan kecerahan radio yang diukur dengan ASKAP, dan warna biru menunjukkan plasma panas. Kurva putus-putus cyan menunjukkan batas luar aura radio.

menuju masa depan

Ini adalah awal dari jalan menuju pemahaman Abell 3266. Kami telah menemukan banyak informasi baru dan terperinci, tetapi penelitian kami menimbulkan lebih banyak pertanyaan.

Teleskop yang kami gunakan meletakkan dasar bagi ilmu pengetahuan revolusioner susunan kilometer persegi proyek. Studi seperti kami memungkinkan para astronom menemukan apa yang tidak kami ketahui – tetapi Anda dapat yakin kami akan melakukannya.

Kami mengakui masyarakat Gomeroi sebagai pemilik tradisional situs di mana ATCA berada, dan masyarakat Wajarri Yamatji adalah pemilik tradisional situs Observatorium Radioastronomi Murchison, di mana ASKAP dan Murchison Widefield Array berada.

Christopher Risleylanjutkan pencarian, Universitas Bologna Dan Tessa FernstromRekan Peneliti Senior, Universitas Australia Barat.

Artikel ini telah diterbitkan ulang dari Percakapan Di bawah Lisensi Creative Commons. Membaca artikel asli.