Новое радиогало обнаружено с помощью MeerKAT

Международная группа астрономов провела наблюдения за скоплением галактик под названием SPT-CLJ2337−5942 с помощью радиотелескопа MeerKAT. В результате наблюдений было обнаружено радиогало со сверхкрутым спектром в этом скоплении. Результаты исследования опубликованы 9 сентября на сервере препринтов arXiv.

Что такое радиогало?

Радиогало — это огромные области диффузного радиоизлучения, обычно находящиеся в центрах массивных скоплений галактик. Они имеют регулярную морфологию, которая, как правило, соответствует турбулентной среде, излучающей рентгеновские лучи (ICM — intracluster medium).

Сложность обнаружения

Радиогало имеют очень низкую поверхностную яркость, особенно на частотах ГГц, что затрудняет их обнаружение. Их яркость увеличивается на более низких частотах, что позволяет выявить присутствие этих областей.

Ультра-крутые спектры радиогало

Некоторые из них — это радиогало со сверхкрутым спектром (USSRHs), которые могут быть созданы только в результате турбулентного ускорения частиц. Поэтому обнаружение новых USSRHs может пролить больше света на эффективность ускорения частиц и роль слияний скоплений.

Новое обнаружение

Группа астрономов под руководством Исаака С. Маголего из Университета Витватерсранда в Йоханнесбурге, Южная Африка, сообщает об обнаружении нового радиогало такого типа. Новое USSRH было идентифицировано в скоплении галактик SPT-CLJ2337−5942 в рамках исследования MeerKAT-Южный Полярный Телескоп.

Исследователи написали в статье: «Мы идентифицировали диффузный источник путём систематического ручного поиска расширенного радиоизлучения в выборке из 89 скоплений галактик SPTpol, которые находятся в поле зрения MeerKAT-SPT площадью 100 квадратных градусов».

Изображение в UHF-диапазоне MeerKAT показало расширенное диффузное излучение со сложной морфологией, обнаруженное с высокой достоверностью в центре SPT-CLJ2337−5942. Наибольший линейный размер этого излучения составил около 2,6 миллиона световых лет на частоте 816 МГц.

Характеристики нового радиогало

Согласно исследованию, новое радиогало имеет интегральный спектральный индекс 1,76 (на частотах 578–986 МГц), что значительно круче, чем предсказывают адронные модели, что указывает на продолжающееся ускорение частиц. Мощность радиоизлучения гало на частоте 1,4 ГГц составила 960 ЗВт/Гц, что относительно мало по сравнению с другими радиогало.

Анализируя данные, астрономы также обнаружили поразительную пространственную корреляцию между волокнистым диффузным радиоизлучением SPT-CLJ2337−5942 и рентгеновской яркостью. Это предполагает прямую связь между тепловыми электронами ICM, нетепловыми электронами и магнитными полями скопления.

Заключение

Авторы статьи подчеркнули, что радиогало в SPT-CLJ2337−5942 является USSRH с самым высоким красным смещением, обнаруженным на данный момент, и поэтому может иметь решающее значение для продвижения наших знаний о моделях формирования радиогало. Они надеются, что будущие наблюдения с помощью Square Kilometer Array (SKA) вместе с текущими низкочастотными исследованиями, такими как MeerKAT-SPT, позволят обнаружить больше USSRH с высоким красным смещением.