CFHTLenS g, Imágenes compuestas en bandas r e i de PSZ2G099 con contornos de alta resolución LOFAR 144 MHz (8.300 × 4.300) superpuestos (blanco), los contornos de XMM-Newton (amarillo) y los contornos de densidad de luz de las galaxias miembros del cúmulo (con trazos rojos). Crédito:Cassano et al., 2019.
Usando la matriz de frecuencia BAJA (LOFAR), Los astrónomos han sondeado PSZ2 G099.86 + 58.45, uno de los cúmulos de galaxias más densos conocidos hasta la fecha. El estudio reveló la presencia de un halo de radio en este grupo, lo que lo convierte en una de las características más distantes jamás descubiertas. El hallazgo se detalla en un artículo publicado el 24 de julio en arXiv.org.
Los halos de radio son enormes regiones de emisión de radio difusa, generalmente se encuentran en los centros de los cúmulos de galaxias. Sin embargo, Las emisiones difusas generalmente tienen un brillo superficial muy bajo. particularmente en frecuencias de GHz, lo que los hace difíciles de detectar. Su brillo aumenta a frecuencias más bajas, revelando la presencia de estas regiones.
Con la capacidad de obtener profundidad, alta resolución, imágenes de radio de alta fidelidad y baja frecuencia, LOFAR es una excelente herramienta para estudiar los halos de radio a bajas frecuencias con un detalle y una sensibilidad sin precedentes. Entonces, un grupo de astrónomos dirigido por Rossella Cassano del Instituto de Radioastronomía de Bolonia, Italia, empleó LOFAR para las observaciones del cúmulo de galaxias PSZ2 G099.86 + 58.45.
Con un corrimiento al rojo de aproximadamente 0,62, PSZ2 G099.86 + 58.45 (PSZ2G099 para abreviar) es un cúmulo de galaxias masivo y caliente de aproximadamente 684 billones de masas solares. Las observaciones han demostrado que el cúmulo reside en un entorno de alta densidad, aproximadamente seis veces más denso que el promedio de predicción del modelo Lambda de materia oscura fría (ΛCDM) en este corrimiento al rojo.
El equipo de Cassano investigó PSZ2G099 con LOFAR como parte del programa LoTSS (LOFAR Two-meter Sky Survey). También realizaron observaciones de seguimiento del cúmulo utilizando Karl G. Jansky Very Large Array (JVLA). Considerándolo todo, la campaña de observación resultó en la detección de un halo de radio en este objeto.
"En esta carta, informamos del descubrimiento de un halo de radio en el cúmulo de galaxias de alto desplazamiento al rojo PSZ2 G099.86 + 58.45 (z =0.616) con la matriz de frecuencia BAJA (LOFAR) a 120-168 MHz, "escribieron los astrónomos en el periódico.
En particular, Las observaciones de LOFAR a resolución media revelaron una emisión difusa extendida en el centro de PSZ2G099, con dimensiones medidas en torno a 3,9 por 1,95 años luz. Como se esperaba, esta emisión es muy débil a frecuencias más altas y, por lo tanto, JVLA apenas la detectó.
Los astrónomos agregaron que la morfología de la emisión de radio observada se asemeja a la de la emisión de rayos X como se ve en las imágenes proporcionadas por la nave espacial XMM-Newton de la ESA.
Teniendo en cuenta la extensión de la emisión, morfología, y ubicación en el clúster, los investigadores lo clasificaron como un halo de radio. Es más, el corrimiento al rojo del cúmulo lo coloca entre los halos de radio más distantes descubiertos hasta ahora, y el más lejano detectado por LOFAR.
En las observaciones finales, los autores del artículo informan que el estudio muestra el potencial de LOFAR como un sistema único para descubrir halos de radio con alto corrimiento al rojo. Dado que la fracción de cúmulos con halos de radio con alto corrimiento al rojo y su luminosidad dependen del campo magnético, los científicos esperan que los estudios estadísticos de LOFAR de tales halos puedan proporcionar información esencial sobre el origen de los campos magnéticos en los cúmulos de galaxias.
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