У колосальному скупченні галактик виявлено космічну структуру рекордного розміру

Астроном зобразили найбільшу відому хмару енергійних частинок, що оточує скупчення галактик, і піднесли нові питання про те, що з плином часу живить і перезаряджає частинки у Всесвіті.

Про це розповідають у Гарвард-Смітсонівському Центрі астрофізики (CfA), передають OstanniPodii.com.

Виявлено найбільшу з відомих хмару енергійних частинок, що оточує скупчення галактик, яка охоплює майже 20 мільйонів світлових років. Це відкриття кидає виклик давнім теоріям про те, як частинки залишаються зарядженими з часом. Замість того, щоб отримувати енергію від сусідніх галактик, ця величезна область, схоже, заряджається гігантськими ударними хвилями й турбулентністю, що рухаються в гарячому газі між галактиками.

Результати нового дослідження були представлені на пресконференції 246-го засідання Американського астрономічного товариства (AAS).

Розташоване на відстані п′яти мільярдів світлових років від Землі, PLCK G287.0+32.9 -- це масивне скупчення галактик, яке викликає інтерес астрономів з моменту його відкриття у 2011 році. Попередні дослідження виявили два яскраві релікти -- гігантські ударні хвилі, які освітлювали краї скупчення. Але вони пропустили величезне слабке радіовипромінювання, яке заповнює простір між ними. Нові радіозображення показують, що все скупчення огорнуте слабким радіовипромінюванням, яке майже у 20 разів перевищує діаметр нашого Чумацького Шляху, що свідчить про те, що тут діє щось набагато більше та могутніше.

"Ми очікували побачити яскраву пару реліктів на краях скупчення, що відповідало б попереднім спостереженням, але замість цього ми побачили, що все скупчення світиться в радіовипромінюванні. Хмара енергійних частинок такого розміру ніколи не спостерігалася ні в цьому скупченні галактик, ні в будь-якому іншому", - сказав провідний автор дослідження, доктор Камлеш Раджпурохіт, астроном Смітсонівського інституту астрономії в CfA.

Попередній рекордсмен, Abell 2255, простягається приблизно на 16,3 мільйона світлових років.

Глибоко в центральній частині скупчення команда виявила радіогало розміром приблизно 11,4 мільйона світлових років, яке вперше було помічене на частоті 2,4 ГГц -- радіочастоті, на якій гало такого розміру зазвичай не видно. Отримані результати викликають питання у команди, оскільки надають переконливі докази присутності електронів космічних променів і магнітних полів, витягнутих на периферію скупчень. Однак залишається незрозумілим, як ці електрони прискорюються на таких великих відстанях.

"Дуже протяжні радіогало здебільшого видно лише на низьких частотах, тому що електрони, які їх створюють, втратили енергію -- вони старі та з часом охололи", - розповідає Раджпурохіт. "З відкриттям цього гало величезного розміру ми тепер бачимо радіовипромінювання, що простягається між гігантськими поштовхами й далі, заповнюючи все скупчення. Це свідчить про те, що щось активно прискорює або повторно прискорює електрони, але жоден із звичайних підозрюваних не підходить. Ми вважаємо, що гігантські ударні хвилі або турбулентність можуть бути відповідальними, але нам потрібно більше теоретичних моделей, щоб знайти остаточну відповідь".

Відкриття надає дослідникам новий спосіб вивчення космічних магнітних полів -- одного з головних питань в астрофізиці, на яке досі немає відповіді, -- що може допомогти вченим зрозуміти, як магнітні поля формують Всесвіт у найбільших масштабах.

"Ми починаємо бачити Всесвіт так, як ніколи раніше", - каже Раджпурохіт. "А це означає переосмислення того, як енергія та матерія рухаються в його найбільших структурах".

Спостереження за допомогою рентгенівської обсерваторії НАСА "Чандра", якою керує Смітсонівська астрофізична обсерваторія, виявили коробчасту структуру, кометний хвіст і кілька інших характерних особливостей у гарячому газі скупчення, що свідчить про те, що скупчення сильно збурене. Деякі з цих рентгенівських особливостей збігаються з радіодетектованими структурами, що вказує на гігантські поштовхи та турбулентність, спричинені злиттями, які прискорюють або повторно прискорюють електрони. У центрі скупчення деякі з цих особливостей можуть бути спричинені злиттям двох менших скупчень галактик, або спалахами, спричиненими надмасивною чорною дірою, або й тим, та іншим водночас.

.

• Галактики