Eles encontram algumas fontes de rádio estranhas em um distante aglomerado de galáxias: “Eles nos fazem repensar o que pensávamos que sabíamos”
O universo está cheio de aglomerados de galáxias: estruturas gigantescas empilhadas nas interseções da teia cósmica. Um aglomerado estelar pode abranger milhões de anos-luz e ser composto por centenas, ou mesmo milhares, de galáxias.
O aglomerado em colisão Abell 3266 visto em todo o espectro eletromagnético, usando dados de ASKAP e ATCA.
No entanto, essas galáxias representam apenas uma pequena fração da massa total do aglomerado. Cerca de 80% é matéria escura, e o restante é uma “sopa” de plasma quente: gás aquecido a mais de 10.000.000 graus Celsius e com um campo magnético fraco.
Nós e nossa equipe internacional de colegas descobrimos muitos objetos de rádio raramente observados – relíquias de rádio, coronas de rádio e emissões de rádio fósseis – em um aglomerado de galáxias particularmente dinâmico chamado Abell 3266. Eles ignoram a teoria. existem em tal objeto. e suas características.
Os aglomerados de galáxias nos permitem estudar uma ampla gama de processos ricos, incluindo magnetismo e física de plasma, em ambientes que não podemos recriar em nossos laboratórios.
Quando aglomerados de estrelas colidem entre si, muita energia é depositada nas partículas quentes de plasma, causando emissões de rádio. Esta questão vem em todas as formas e tamanhos.
As relíquias de rádio são um exemplo. Eles são em forma de arco e mergulham em direção à periferia externa do aglomerado, impulsionados por ondas de choque que atravessam o plasma, causando saltos na densidade ou pressão e energizando as partículas. Um exemplo de onda de choque na Terra é o estrondo sônico que ocorre quando um avião quebra a barreira do som.
“Coroas sem fio” são fontes de irregularidades encontradas nos centros de aglomerados estelares. Eles são alimentados pela turbulência no plasma quente, que energiza as partículas. Sabemos que tanto os halos quanto os remanescentes são criados por colisões entre aglomerados de galáxias, mas muitos de seus detalhes permanecem indefinidos.
Depois, há as fontes “fósseis” de rádio. Estes são os restos de rádio da morte de buracos negros supermassivos nos centros das rádio galáxias.
Em ação, o buraco negro emite enormes jatos de plasma, muito além da própria Via Láctea. Quando ficaram sem combustível e desligaram, os jatos começaram a se dissipar. Os restos são os fósseis radioativos que detectamos.
Nosso novo artigo, publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, fornece um estudo muito detalhado de um aglomerado de galáxias chamado Abell 3266.
A relíquia do ‘caminho errado’ em Abell 3266 é mostrada aqui com as cores amarelo/laranja/vermelho representando o brilho do rádio.
Este é um sistema de colisão particularmente dinâmico e caótico a cerca de 800 milhões de anos-luz de distância. Tem todas as características de um sistema que supostamente carrega relíquias e auras, mas até recentemente não havia sido encontrado.
Com base no trabalho feito com o Murchison Widefield Array no início deste ano, usamos novos dados do radiotelescópio ASKAP e do Australia Telescope Compact Array (ATCA) para observar Abell 3266 com mais detalhes.
Nossos dados pintam um quadro complexo. Você pode ver isso na imagem principal: o amarelo mostra a função com a entrada de energia ativa. A névoa azul representa plasma quente preso em comprimentos de onda de raios-X.
Cores mais vermelhas mostram características que são visíveis apenas em frequências mais baixas. Isso significa que esses objetos são mais antigos e têm menos energia. Com o tempo, eles perdem muita energia ou não têm muita energia em primeiro lugar.
O fóssil de rádio em Abell 3266 é mostrado aqui com cores vermelhas e contornos representando o brilho do rádio medido pelo ASKAP, e cores azuis mostrando o plasma quente. A seta ciano aponta para a galáxia que acreditamos ter alimentado o fóssil.
A relíquia do rádio é mostrada em vermelho perto da parte inferior da imagem (veja ampliada abaixo). Os dados que aqui temos revelam características peculiares nunca antes vistas em ruínas.
Sua forma côncava também é incomum, ganhando o atraente apelido de relíquia do “caminho errado”. No geral, nossos dados quebram nossa compreensão de como as relíquias são geradas e ainda estamos trabalhando para decifrar a física complexa por trás desses objetos de rádio.
Restos antigos de um buraco negro supermassivo
O radiofóssil visto do canto superior direito (e inferior) da imagem principal é muito fraco e vermelho, indicando que é muito antigo. Achamos que esta emissão de rádio veio originalmente da galáxia no canto inferior esquerdo, com um buraco negro central que está fechado há muito tempo.
Nossos melhores modelos físicos simplesmente não cabem nos dados. Isso lança luz sobre as lacunas em nossa compreensão de como essas fontes evoluíram e o que estamos tentando preencher.
O halo do rádio no Abell 3266 é mostrado aqui com cores vermelhas e contornos representando o brilho do rádio medido pelo ASKAP, e cores azuis mostrando o plasma quente. A curva ciano tracejada marca os limites externos do halo do rádio.
Finalmente, descobrimos a corona de rádio em Abell 3266 pela primeira vez (veja abaixo) usando um algoritmo inteligente para desfocar a imagem principal para procurar emissões muito fracas que não são visíveis em alta resolução.
Para o futuro
Este é o começo do caminho para entender o Abell 3266. Descobrimos muitas informações novas e detalhadas, mas nossa pesquisa levanta ainda mais questões.
Os telescópios que usamos estão preparando o terreno para a ciência revolucionária do projeto Square Kilometer Array (abre em uma nova guia). Estudos como o nosso permitem que os astrônomos descubram o que não sabemos, mas você pode ter certeza de que descobriremos.
Reconhecemos o povo Gomeroi como os proprietários tradicionais do local onde o ATCA está localizado, e o povo Wajarri Yamatji como os proprietários tradicionais do local do Observatório de Radioastronomia Murchison, onde estão localizados o ASKAP e o Murchison Widefield Array.
