Nuevas observaciones y simulaciones muestran que los chorros de partículas de alta energía emitidas desde el agujero negro masivo central en la galaxia más brillante en los cúmulos de galaxias pueden usarse para mapear la estructura de campos magnéticos invisibles entre cúmulos. Estos hallazgos proporcionan a los astrónomos una nueva herramienta para investigar aspectos previamente inexplorados de cúmulos de galaxias.

A medida que los cúmulos de galaxias crecen a través de colisiones con la materia circundante, crean golpes de arco y estelas en su plasma diluido. El movimiento del plasma inducido por estas actividades puede cubrir capas magnéticas intra-racimo, formando paredes virtuales de fuerza magnética. Estas capas magnéticas, sin embargo, solo se puede observar indirectamente cuando algo interactúa con ellos. Debido a que es simplemente difícil identificar tales interacciones, la naturaleza de los campos magnéticos intra-racimo sigue siendo poco conocida. Es muy deseable un nuevo enfoque para mapear / caracterizar capas magnéticas.

Un equipo internacional de astrónomos que incluye a Haruka Sakemi, estudiante de posgrado en la Universidad de Kyushu (ahora investigador en el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, NAOJ), usó el radiotelescopio MeerKAT ubicado en el desierto de Karoo del norte de Sudáfrica para observar una galaxia brillante en el cúmulo de galaxias en fusión Abell 3376 conocido como MRC 0600-399. Ubicado a más de 600 millones de años luz de distancia en dirección a la constelación de Columba, Se sabe que el MRC 0600-399 tiene estructuras de chorro inusuales dobladas en ángulos de 90 grados. Las observaciones de rayos X anteriores revelaron que MRC 0600-399 es el núcleo de un subgrupo que penetra en el cúmulo principal de galaxias. lo que indica la presencia de fuertes capas magnéticas en el límite entre los grupos principales y secundarios. Estas características hacen del MRC 0600-399 un laboratorio ideal para investigar interacciones entre chorros y fuertes capas magnéticas.

Las observaciones de MeerKAT revelaron detalles sin precedentes de los jets, lo más sorprendente, tenue estructura de 'doble guadaña' que se extiende en la dirección opuesta a los puntos de flexión y crea una forma de "T". Estos nuevos detalles muestran que, como un chorro de agua que choca contra un cristal, esta es una colisión muy caótica. Se requieren simulaciones por computadora dedicadas para explicar la morfología del chorro observada y las posibles configuraciones del campo magnético.

Takumi Ohmura, un estudiante de posgrado en la Universidad de Kyushu (ahora investigador en el Instituto de Investigación de Rayos Cósmicos de la Universidad de Tokio, ICRR), del equipo realizó simulaciones en la supercomputadora ATERUI II de NAOJ, la computadora más poderosa del mundo dedicada a los cálculos astronómicos. Las simulaciones asumieron un fuerte campo magnético en forma de arco, descuidando detalles desordenados como la turbulencia y el movimiento de la galaxia. Este modelo simple proporciona una buena correspondencia con las observaciones, lo que indica que el patrón magnético utilizado en la simulación refleja la intensidad y la estructura reales del campo magnético alrededor de MRC 0600-399. Más importante, Demuestra que las simulaciones pueden representar con éxito la física subyacente para que puedan usarse en otros objetos para caracterizar estructuras de campos magnéticos más complejas en cúmulos de galaxias. Esto proporciona a los astrónomos una nueva forma de comprender el Universo magnetizado y una herramienta para analizar los datos de mayor calidad de futuros observatorios de radio como el SKA (la matriz de kilómetros cuadrados).

Estos resultados aparecieron como Chibueze, Sakemi, Ohmura, et. Alabama. "Chorros doblados de campos magnéticos en el cúmulo de galaxias Abell 3376" en Naturaleza el 6 de mayo 2021.