Тази статия е публикувана първоначално на Разговорът. (отваря се в нов раздел) Изданието допринесе със статията за Space.com Експертни гласове: Op-Ed & Insights.
Кристофър Райзли (отваря се в нов раздел)научен сътрудник, Университет на Болоня
Теса Вернстром (отваря се в нов раздел)старши научен сътрудник, Университета на Западна Австралия
Вселената е осеяна с галактика клъстери — огромни структури, струпани в пресечните точки на космическа мрежа (отваря се в нов раздел). Един клъстер може да обхваща милиони светлинни години и да бъде съставен от стотици или дори хиляди галактики.
Тези галактики обаче представляват само няколко процента от общата маса на клъстера. Около 80% от него е тъмна материяа останалото е гореща плазмена „супа“: газ, нагрят до над 10 000 000 градуса по Целзий и преплетен със слаби магнитни полета.
Ние и нашият международен екип от колеги идентифицирахме поредица от рядко наблюдавани радиообекти — радиореликва, радиоореол и фосилно радиоизлъчване — в особено динамичен галактичен клъстер, наречен Abell 3266. Те се противопоставят на съществуващите теории както за произхода на такива обекти и техните характеристики.
Реликви, ореоли и вкаменелости
Галактически купове ни позволяват да изучаваме широк набор от богати процеси — включително магнетизъм и физика на плазмата — в среди, които не можем да пресъздадем в нашите лаборатории.
Когато клъстерите се сблъскват един с друг, огромни количества енергия се влагат в частиците на горещата плазма, генерирайки радиоизлъчване. И тази емисия се предлага в различни форми и размери.
„Радио реликви“ са един пример. Те са с форма на дъга и се намират към покрайнините на клъстера, захранвани от ударни вълни, преминаващи през плазмата, които причиняват скок в плътността или налягането и зареждат частиците с енергия. Пример за ударна вълна на Земята е звуковият бум, който се получава, когато самолет пробие звуковата бариера.
„Радио ореоли“ са неправилни източници, които се намират към центъра на клъстера. Те се захранват от турбуленция в горещата плазма, която дава енергия на частиците. Знаем, че както ореолите, така и реликвите се генерират от сблъсъци между галактически клъстери – но много от техните груби детайли остават неуловими.
След това има “изкопаеми” радиоизточници. Това са радио остатъци от смъртта на свръхмасивна черна дупка в центъра на радио галактика.
Когато са в действие, черните дупки изстрелват огромни струи на плазмата (отваря се в нов раздел) далеч отвъд самата галактика. Когато им свърши горивото и се затворят, дюзите започват да се разсейват. Останките са това, което откриваме като радио вкаменелости.
Abell 3266
Нашите нова хартия (отваря се в нов раздел)публикуван в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, представя много подробно изследване на галактически клъстер, наречен Abell 3266.
Това е особено динамична и объркана сблъскваща се система на около 800 милиона светлинни години. Има всички отличителни белези на система, която Трябва да бъде домакин на реликви и ореоли — но нито едно не беше открито доскоро.
Проследяване на работата, извършена с помощта на Murchison Widefield Array (отваря се в нов раздел) по-рано тази година (отваря се в нов раздел)използвахме нови данни от Радиотелескоп ASKAP (отваря се в нов раздел) и на Австралийски телескоп Compact Array (отваря се в нов раздел) (ATCA), за да видите Abell 3266 по-подробно.
Нашите данни рисуват сложна картина. Можете да видите това на водещото изображение: жълтите цветове показват функции, при които енергийният вход е активен. Синята мъгла представлява горещата плазма, уловена при дължини на вълните на рентгенови лъчи.
По-червените цветове показват характеристики, които се виждат само при по-ниски честоти. Това означава, че тези обекти са по-стари и имат по-малко енергия. Или са загубили много енергия с течение на времето, или никога не са имали много за начало.
Радио реликвата се вижда в червено в долната част на изображението (вижте по-долу за увеличение). И нашите данни тук разкриват специфични характеристики, които никога преди не са били виждани в реликва.
Неговата вдлъбната форма също е необичайна, което му спечелва закачливото прозвище на “погрешна” реликва. Като цяло нашите данни нарушават нашето разбиране за това как се генерират реликвите и ние все още работим, за да дешифрираме сложната физика зад тези радиообекти.
Древни останки от свръхмасивна черна дупка
Радиовкаменелостта, видяна в горния десен ъгъл на водещото изображение (а също и отдолу), е много бледа и червена, което показва, че е древна. Вярваме, че това радиоизлъчване първоначално идва от галактиката в долния ляв ъгъл, с централна черна дупка, която отдавна е изключена.
Най-добрите ни физически модели просто не могат да поберат данните. Това разкрива пропуски в нашето разбиране за това как се развиват тези източници – пропуски, които ние работим за запълване.
Накрая, използвайки умен алгоритъм, дефокусирахме водещото изображение, за да търсим много слабо излъчване, което е невидимо при висока разделителна способност, разкривайки първото откриване на радио ореол в Abell 3266 (вижте по-долу).
Към бъдещето
Това е началото на пътя към разбирането на Abell 3266. Открихме изобилие от нова и подробна информация, но нашето проучване повдигна още повече въпроси.
Телескопите, които използвахме, полагат основите на революционната наука от Масив от квадратни километър (отваря се в нов раздел) проект. Изследвания като нашето позволяват на астрономите да разберат какво не знаем – но можете да сте сигурни, че ще разберем.
Признаваме хората от Gomeroi като традиционни собственици на мястото, където се намира ATCA, и хората от Wajarri Yamatji като традиционни собственици на сайта на радиоастрономическата обсерватория Murchison, където се намират ASKAP и Murchison Widefield Array.
Тази статия е препубликувана от Разговорът (отваря се в нов раздел) под лиценз Creative Commons. Прочетете оригинална статия (отваря се в нов раздел).
Следете всички въпроси и дебати на Гласовете на експертите — и станете част от дискусията — във Facebook и Twitter. Изразените възгледи са тези на автора и не отразяват непременно възгледите на издателя.