Las estructuras filamentosas observadas por LOFAR en el centro de Abell 2255, aquí informado en rojo. Estas emisiones de radio se deben a rastros de partículas y campos magnéticos liberados por las galaxias durante su movimiento dentro del cúmulo. Crédito:Botteon et al. (2020) - LOFAR - SDSS
Un equipo internacional de astrofísicos dirigido por Andrea Botteon de la Universidad de Leiden, Los países bajos, ha arrojado luz sobre uno de los objetos más intrincados del radio cielo:el cúmulo de galaxias Abell 2255. Gracias a las increíbles imágenes detalladas obtenidas con el radiotelescopio europeo LOFAR, los científicos han podido observar detalles nunca antes vistos de la emisión del cúmulo. El halo en Abell 2255 no es suave, pero contiene numerosos filamentos que no se han visto anteriormente. El resultado ha sido presentado hoy en la reunión anual virtual de la Sociedad Astronómica Europea (EAS) y será publicado en El diario astrofísico .
Las observaciones realizadas con el radiotelescopio LOFAR están cambiando la imagen que tenían los astrofísicos sobre los cúmulos de galaxias. A pesar de su nombre, Los cúmulos no solo están compuestos por cientos de galaxias esparcidas a lo largo de millones de años luz que están unidas por la gravedad, pero también contienen partículas que se mueven a velocidades cercanas a la velocidad de la luz que pueden emitir radiación en la banda de radio, cuando interactúan con el campo magnético del cúmulo. Estas emisiones de radio, que se extienden desde los centros de los cúmulos durante millones de años luz y se producen cuando dos cúmulos de galaxias chocan, se han denominado halos de radio debido a su apariencia generalmente esférica y suave.
El halo en Abell 2255 parece ser cualquier cosa menos suave, aunque. Primer autor Botteon:"Descubrimos la existencia de numerosos filamentos dentro de la emisión de halo que no se habían visto anteriormente. Esto fue posible gracias a LOFAR, que tiene una sensibilidad y resolución angular mucho más altas que los radiotelescopios que han observado cúmulos de galaxias en el pasado, y también porque los filamentos descubiertos emiten la mayor parte de su radiación en longitudes de onda de radio largas, precisamente los detectados por las antenas LOFAR ".
Los halos de radio siguen siendo fuentes enigmáticas para los astrofísicos. Una de las hipótesis más aceptadas sobre su origen es que se forman debido a los movimientos turbulentos generados en el gas del cúmulo, se activa cuando dos grupos chocan. En este marco, las nuevas observaciones podrían proporcionar información valiosa sobre los halos de radio.
Comparación entre la imagen de radio de Abell 2255 obtenida a partir de observaciones de 48 h realizadas hace 10 años con el radiotelescopio WSRT (créditos:Pizzo et al. (2009) - WSRT), y la nueva imagen obtenida por LOFAR con un tiempo de integración de 8h. Crédito:Botteon et al. (2020) - LOFAR
"Los filamentos descubiertos por LOFAR podrían formarse exactamente como consecuencia de estos movimientos turbulentos, “Dice Gianfranco Brunetti de INAF-Bolonia (Italia) y segundo autor del estudio.“ Otra posibilidad que estamos considerando es que los filamentos se originen a partir de la interacción entre las galaxias, que se mueven a velocidades de varios cientos de km / s dentro del cúmulo y el plasma que produce la emisión de radio del halo ".
"La naturaleza filamentosa de la emisión muestra la importancia de los campos magnéticos turbulentos, como es probable que las bandas de emisión sigan los hilos de los campos magnéticos, "añade el miembro del equipo Marcus Brüggen de la Universidad de Hamburgo, Alemania.
Pero hay mucho más en las imágenes LOFAR de Abell 2255, donde también se observan señales de radio provenientes de regiones muy alejadas del centro del clúster. Los astrofísicos creen que estas emisiones trazan ondas de choque que se propagan hacia el exterior a grandes distancias y son capaces de acelerar partículas energéticas y amplificar campos magnéticos. En este entorno periférico, la emisión del gas intergaláctico caliente es extremadamente débil, en los límites de las capacidades de los instrumentos actuales que observan en los rayos X y del satélite Planck. Por lo tanto, Las observaciones de radio brindan la oportunidad única de revelar los movimientos de la materia en regiones de cúmulos inexplorados.
"Para estudiar hasta dónde se extiende la emisión de radio en el grupo, En los últimos meses LOFAR ha realizado una observación aún más profunda de Abell 2255, "dice el coautor Reinout van Weeren de la Universidad de Leiden, Los países bajos. "Uno de los objetivos es comprender si la emisión de radio se extiende también más allá de Abell 2255, rastreando la gigantesca red cósmica que conecta los cúmulos de galaxias en el universo ".
