Uma rara fusão entre aglomerados de galáxias acaba de revelar uma visão ainda mais rara. Astrônomos encontraram uma ampla “ponte” de rádio de baixa frequência entre os dois, a uma pausa de 6,5 milhões de anos-luz, evidência de um campo magnético que os conectava na primeira temporada do processo de fusão. .

É somente a segunda vez que uma ponte de rádio foi identificada entre aglomerados de galáxias em fusão. Mas já está oferecendo algumas pistas importantes sobre porquê essas pontes são formadas.

Os aglomerados de galáxias estão a reverência de 3 bilhões de anos-luz de pausa, em um grupo chamado Abell 1758. Ao todo, quatro aglomerados estão envolvidos na eliminação iminente: dois pares massivos de aglomerados se unem.

Ano pretérito, Dados de raios-X revelaram que o par intimamente ligado ao segmento setentrião, chamado Abell 1758N, já se moveu e se separou, os núcleos dos aglomerados passando entre eles muro de 300 a 400 milhões de anos detrás. Eles vão voltar no final para se reunir. O par de aglomerados ao sul, Abell 1758S, ainda está se aproximando pela primeira vez.

Ambos os pares têm uma frequência de rádio, que se acredita ser gerada pela aceleração dos elétrons em um evento de fusão. E são esses pares que estão separados por uma pausa de 6 milhões de anos-luz, uma vácuo que está se fechando lentamente, para um eventual aglomerado de quatro vias … bom.

Este cenário é muito semelhante aos aglomerados de galáxias Abell 0399 e Abell 0401, que no ano pretérito, tornou-se o primeiro aglomerado de galáxias fundidas revelado tem uma ponte de rádio de baixa frequência que os conecta.

Usando o radiotelescópio de baixa frequência LOFAR, que consiste em 25.000 antenas em 51 locais, os astrônomos detectaram uma emissão de rádio dissemelhante de 140 megavarts.

Agora, uma equipe de astrofísicos liderada por Andrea Botteon do Observatório de Leiden, na Holanda, converteu LOFAR em Abell 1758. Em 144 megapartes, eles descobriram uma emissão de rádio que se estende entre A1758N e A1758S, muito porquê a ponte de rádio entre Abell 0399 e Abell 0401.

(Botteon et al., MNRAS, 2020)

“Confirme” eles escreveram em seu papel, “a presença de uma ponte gigante de transmissão de rádio conectando os dois sistemas que foi relatada somente provisoriamente em nosso trabalho anterior. Esta é a segunda ponte de rádio de grande graduação observada até agora em um par de clusters. A ponte é claramente visível na imagem LOFAR em 144 MHz e provisoriamente detectada em 53 MHz. “

Esta emissão é interpretada porquê evidência de um vasto campo magnético conectando os dois aglomerados. Se esse campo magnético atuar porquê um síncrotron (acelerador de partículas), os elétrons teriam que azafamar ao longo dele a velocidades relativísticas, produzindo radiação síncrotron detectável, porquê o rádio de baixa frequência.

Mas há outra explicação provável: a aceleração de Fermi, na qual os elétrons que interagem com a turbulência e as ondas de choque astrofísicas se aceleram, aumentando a emissão eletromagnética.

Na densa região entre dois aglomerados pré-fundidos, essas turbulências e ondas de choque poderiam ser geradas nos estágios iniciais de uma fusão. E as descobertas da equipe sugerem que isso poderia ser mormente verdadeiro se os clusters já estivessem gravitacionalmente perturbados de alguma forma, por exemplo, se cada cluster fosse um par de clusters interativos menores por conta própria.

Botteon e sua equipe fornecem dois argumentos de suporte para esse cenário. Primeiro, um par de aglomerados de fusão de volume subalterno, dos quais somente um tinha um rádio condutor de rádio, não mostrou nenhum teste de ponte de rádio nas observações do LOFAR, de acordo com um documento do ano pretérito.

Abell 1758 Chandra Lofarreparo de Chandra (esquerda) e LOFAR (direita). (Botteon et al., MNRAS, 2020)

Em segundo lugar, a equipe também observou as observações de Abell 1758 feitas com o Observatório de raios-X de Chandra. E eles descobriram que a emissão de raios-X estava intimamente relacionada com a emissão de rádio de 144 megahertz, de acordo com as previsões do cenário de aceleração de Fermi.

Na fusão de Abell 0399 e Abell 0401, os pesquisadores descobriram que a aceleração do síncrotron não poderia ser responsável somente pelas grandes distâncias percorridas pelos elétrons. Eles realizaram simulações e descobriram que as ondas de choque geradas pela fusão reaceleravam elétrons de subida velocidade, resultando em uma emissão consistente com as observações LOFAR.

Portanto, parece provável que existam vários tipos de aceleração em jogo: que um campo magnético pode estender milhões de anos-luz no espaço entre aglomerados de galáxias, mas as ondas de choque e turbulência adicionam um pouco privativo que completa o ponte.

“Até agora, somente duas pontes gigantes de rádio intra-cluster foram detectadas”, Botteon e seus colegas escreveram.

“Essas estão entre as estruturas mais gigantescas já observadas no Universo até hoje, e sua origem provavelmente está relacionada à turbulência (e choques) gerados no envolvente intra-cluster durante o estágio inicial de fusão, que eles aprimoram a transmissão de rádio e X entre os clusters. “

Existem alguns aglomerados de galáxias se fundindo que foram identificados fora, no universo mais extenso. Pesquisá-los por mais dessas pontes de rádio misteriosas pode ajudá-lo a desenredar o que gera essas estruturas enormes.

A pesquisa foi publicada na web Avisos mensais da Royal Astronomical Society.

Este item foi reescrito, traduzido de uma publicação em inglês. Clique cá para acessar a material original (em inglês)!