Астрономы обнаружили гигантскую космическую структуру, которая бросает вызов пониманию.
Объект представляет собой облако энергетических частиц — самое большое из когда-либо найденных. Облако настолько велико, что охватывает массивное скопление галактик, простираясь на 20 миллионов световых лет. Для сравнения, диаметр нашей родной галактики Млечный Путь примерно в 200 раз меньше и составляет около 100 000 световых лет.
Существующие теории о том, как частицы сохраняют энергию, были поставлены под сомнение новым открытием.
Результаты были представлены на 246-м заседании Американского астрономического общества и направлены к публикации в Astrophysical Journal. Препринт статьи доступен на сервере arXiv.
Составное изображение, включающее рентгеновские данные рентгеновской обсерватории Чандра НАСА (синий и фиолетовый), радиоданные радиотелескопа MeerKAT (оранжевый и жёлтый) и оптическое изображение PanSTARRS (красный, зелёный и синий), показывает PLCK G287.0+32.9.
Авторы: рентгеновские данные — NASA/CXC/CfA/K. Rajpurohit et al.; оптические данные — PanSTARRS; радиоданные — SARAO/MeerKAT; обработка изображений — NASA/CXC/SAO/N. Wolk.
Гигантское облако окружает скопление галактик PLCK G287.0+32.9
Скопление галактик PLCK G287.0+32.9 было впервые обнаружено в 2011 году. Оно находится на расстоянии 5 миллиардов световых лет от Земли.
Новые радиоизображения скопления выявили слабое свечение в пространстве между галактиками.
«Мы ожидали увидеть яркую пару реликтов на краях скопления, что соответствовало бы предыдущим наблюдениям, но вместо этого мы обнаружили, что всё скопление светится в радиодиапазоне», — говорит ведущий автор исследования Камлеш Раджпурохит из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. «Облако энергетических частиц такого размера никогда не наблюдалось ни в этом скоплении галактик, ни в каком-либо другом».
Предыдущим рекордсменом было скопление Abell 2255, которое простирается примерно на 16,3 миллиона световых лет.
В глубине центра скопления команда обнаружила радиогало размером около 11,4 миллиона световых лет на частоте 2,4 ГГц. Обычно гало такого размера не наблюдаются на этой частоте. Это говорит о наличии электронов космических лучей и магнитных полей, простирающихся до периферии скоплений. Как электроны могут ускоряться на такие большие расстояния, остаётся загадкой.
«Очень протяжённые радиогало в основном видны только на более низких частотах, потому что электроны, которые их производят, потеряли энергию — они старые и со временем охладились», — объясняет Раджпурохит. «С открытием гало огромного размера мы теперь наблюдаем радиоизлучение, простирающееся между гигантскими ударными волнами и за их пределами, заполняя всё скопление».
«Это говорит о том, что что-то активно ускоряет или повторно ускоряет электроны, но ни один из обычных подозреваемых здесь не подходит. Мы думаем, что гигантские ударные волны или турбулентность могут быть причиной, но нам нужны более теоретические модели, чтобы найти окончательный ответ».
Результаты дают более глубокое понимание космических магнитных полей и того, как они помогают формировать крупнейшие структуры во Вселенной.
«Мы начинаем видеть Вселенную такими способами, которые раньше были нам недоступны», — говорит Раджпурохит. «И это означает переосмысление того, как энергия и материя перемещаются по её крупнейшим структурам».