Астрономы с помощью радиотелескопов uGMRT (upgraded Giant Metrewave Radio Telescope) в Индии и южноафриканского MeerKAT подтвердили существование гигантского радиогало в скоплении галактик RXCJ0232–4420. Размер структуры превышает 3,3 млн световых лет — это примерно в 33 раза больше диаметра Млечного Пути. Исследование показало, что даже относительно спокойные галактические скопления способны скрывать колоссальные энергетические процессы. Работа опубликована в сборнике препринтов arXiv.
Космический «туман», которого не должно было быть
Скопление RXCJ0232–4420, открытое в 2002 году, расположено сравнительно недалеко по космическим меркам — его красное смещение составляет около 0,066. Ранее ученые считали, что в его центре находится так называемое холодное мини-гало — компактная область низкочастотного излучения. В ее основе — две яркие (точнее «громкие») галактики BCG-B и BCG-C, находящиеся на расстоянии 330 000 световых лет друг от друга. Однако новые наблюдения показали: структура намного больше и относится к редкому классу гигантских радиогало.
Наблюдаемый в радиодиапазоне ореол возникает, когда заряженные частицы разгоняются почти до скорости света и начинают излучать в магнитном поле галактики или скопления галактик. Обычно такие структуры наблюдают в крайне «бурных» системах сразу после столкновений крупных объектов. Но кластер RXCJ0232–4420 оказался необычным: он сохраняет признаки спокойного «охлажденного ядра», хотя одновременно демонстрирует колоссальное радиоизлучение.
Что удивило астрофизиков
Исследователи обнаружили, что спектральные характеристики радиогало почти не меняются по всей его площади. Это означает, что ускорение частиц происходит не локально, а практически по всему объему скопления. Кроме того, данные рентгеновских наблюдений (противоположный край спектра) показали тесную связь между горячим газом внутри скопления и радиоизлучением.
По мнению ученых, RXCJ0232–4420 может быть промежуточной стадией эволюции между небольшими радиоструктурами и полноценными гигантскими радиогало. Это делает объект особенно ценным для понимания того, как формируются в пространстве и времени крупнейшие структуры Вселенной.
Наши результаты демонстрируют, что турбулентность, вызванная слиянием [галактик], даже при незначительных возмущениях, может поддерживать ускорение частиц по всему скоплению, не разрушая холодное ядро. Это уникальная система для изучения того, как небольшие радиоструктуры могут превращаться в гигантские.
Радиогало настолько тусклы, что их невозможно увидеть обычными оптическими телескопами. Они проявляются лишь в радиодиапазоне и фактически позволяют «услышать» процессы, происходящие между галактиками.
Подобные открытия стали возможны только в последние годы благодаря новому поколению радиотелескопов. Например, MeerKAT уже помог обнаружить редчайшие «крылатые» радиогалактики и необычные тройные радиоструктуры, связанные с активностью сверхмассивных черных дыр.
