Необычное мини-гало в скоплении галактик Abell 3558: новое открытие астрономов
Во Вселенной, где гравитация диктует законы движения материи, скопления галактик остаются одними из самых впечатляющих структур. Эти гигантские космические «мегаполисы», содержащие тысячи галактик, горячий газ и темную материю, служат уникальными лабораториями для изучения эволюции Вселенной. Однако даже в таких хорошо изученных системах ученые продолжают находить удивительные явления, бросающие вызов нашим представлениям о космических процессах.
Одно из таких открытий было сделано в скоплении галактик Abell 3558 (A 3558). Международная группа астрономов под руководством Кигана Трехэвена из Университета Родса (Южная Африка) провела детальные радионаблюдения этого скопления и обнаружила необычное радиомини-гало — диффузное радиоизлучение, простирающееся на 1,8 миллиона световых лет. Это открытие, опубликованное на сервере препринтов arXiv, проливает новый свет на процессы, происходящие в ядрах галактических скоплений.
Скопление Abell 3558: космический гигант со сложной динамикой
Abell 3558 — это массивное скопление с динамической массой около 1,48 квадриллиона масс Солнца и высокой рентгеновской светимостью (700 тредециллионов эрг/с). Его внутренняя среда отличается сложной структурой: здесь наблюдаются холодные фронты, турбулентные потоки и признаки прошлых слияний. Ранее в центре скопления уже было обнаружено крупномасштабное диффузное радиоизлучение, но его природа оставалась загадкой.
Чтобы разгадать эту тайну, астрономы использовали два мощных радиотелескопа: MeerKAT (Южная Африка) и усовершенствованный гигантский радиотелескоп метрового диапазона (uGMRT, Индия). Дополнительные данные были получены от ASKAP (Австралия), что позволило исследовать излучение в широком диапазоне частот — от 400 МГц до 1,4 ГГц.
Что удалось выяснить?
Анализ данных показал, что диффузное радиоизлучение в A 3558 имеет:
- Мощность 68 зВт/Гц на частоте 1,4 ГГц — что указывает на значительную энергию, выделяемую в процессе.
- Протяженность до 1,8 миллиона световых лет — гораздо больше, чем считалось ранее.
- Спектральный индекс 1,18, причем распределение спектра неоднородно: ближе к холодному фронту он более плоский (признак турбулентного ускорения), а в рентгеновской полости — более крутой.
Ученые пришли к выводу, что это излучение представляет собой радиомини-гало — компактную версию классического радиогало, которое обычно встречается в более спокойных скоплениях. Его необычная гребнеобразная структура, совпадающая с низкоэнтропийным газовым следом, указывает на то, что источником энергии может быть турбулентность, вызванная «плесками» газа (sloshing) или активностью центральной галактики.
Загадочные Мини-гало
Мини-гало — редкие и загадочные объекты. В отличие от гигантских радиогало, которые возникают при масштабных слияниях скоплений, мини-гало, как правило, образуются в более спокойных системах с холодными ядрами. Их существование связывают с турбулентным повторным ускорением электронов в результате движения газа, а также с обратной связью от активного галактического ядра (АЯГ), которое может подпитывать радиоизлучение.
Открытие в A 3558 помогает лучше понять, как механизмы ускорения частиц работают в разных условиях. Кроме того, оно подтверждает, что даже в скоплениях со сложной динамикой могут формироваться мини-гало, что расширяет наши представления о космической магнитогидродинамике и эволюции скоплений.
Хотя природа мини-гало до конца не ясна, новые наблюдения с MeerKAT и uGMRT предоставляют ценные данные для моделей. В будущем более детальные исследования, включая поляриметрические измерения и симуляции, помогут раскрыть тайны этих загадочных структур. Abell 3558 продолжает оставаться одной из ключевых «космических лабораторий», где рождаются новые открытия.