Evren, galaksi kümeleriyle dolu – kozmik ağın kesişme noktalarında yığılmış devasa yapılar. Tek bir küme, milyonlarca ışıkyılı boyunca uzanabilir ve yüzlerce, hatta binlerce galaksiden oluşabilir.

Bununla birlikte, bu galaksiler, bir kümenin toplam kütlesinin yalnızca yüzde birkaçını temsil eder. Yaklaşık %80’i karanlık maddedir ve geri kalanı sıcak plazma “çorbasıdır”: 10.000.000°C’nin üzerine ısıtılmış ve zayıf manyetik alanlarla iç içe geçmiş gaz.

Biz ve uluslararası meslektaşlarımızdan oluşan ekibimiz, Abell 3266 adlı özellikle dinamik bir gökada kümesi içinde, bir radyo kalıntısı, bir radyo halesi ve fosil radyo emisyonu gibi bir dizi nadiren gözlemlenen radyo nesnesi belirledik. Bunlar, bu tür nesnelerin her ikisinin de kökeni hakkındaki mevcut teorilere karşı çıkıyorlar. ve özellikleri.

Kalıntılar, haleler ve fosiller

Galaksi kümeleri, laboratuvarlarımızda yeniden oluşturamadığımız ortamlarda manyetizma ve plazma fiziği dahil olmak üzere çok çeşitli zengin süreçleri incelememize olanak tanır.

Kümeler birbiriyle çarpıştığında, sıcak plazmanın parçacıklarına büyük miktarlarda enerji verilerek radyo emisyonu üretilir. Ve bu emisyon çeşitli şekil ve boyutlarda gelir.

“Radyo kalıntıları” buna bir örnektir. Yay şeklindedirler ve yoğunlukta veya basınçta bir sıçramaya neden olan ve parçacıklara enerji veren plazmanın içinden geçen şok dalgaları tarafından desteklenen bir kümenin eteklerine doğru otururlar. Dünyadaki bir şok dalgasının bir örneği, bir uçak ses bariyerini aştığında meydana gelen sonik patlamadır.

“Radyo haleleri” kümenin merkezine doğru uzanan düzensiz kaynaklardır. Parçacıklara enerji veren sıcak plazmadaki türbülanstan güç alıyorlar. Hem halelerin hem de kalıntıların galaksi kümeleri arasındaki çarpışmalar tarafından oluşturulduğunu biliyoruz – ancak bunların cesur ayrıntılarının çoğu belirsizliğini koruyor.

Sonra “fosil” radyo kaynakları var. Bunlar, bir radyo galaksisinin merkezindeki süper kütleli bir kara deliğin ölümünden kalan radyo kalıntılarıdır.

Hareket halindeyken, kara delikler galaksinin çok ötesine büyük plazma jetleri fırlatır . Yakıtları bitip kapandıkça jetler dağılmaya başlar. Kalıntılar, radyo fosilleri olarak tespit ettiğimiz şeydir.

Abell 3266

Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimlerinde yayınlanan yeni makalemiz, Abell 3266 adlı bir gökada kümesinin oldukça ayrıntılı bir çalışmasını sunuyor.

Bu, yaklaşık 800 milyon ışıkyılı uzaklıkta, özellikle dinamik ve dağınık bir çarpışma sistemidir. Kalıntılara ve halelere ev sahipliği yapması gereken bir sistemin tüm ayırt edici özelliklerine sahiptir – ancak yakın zamana kadar hiçbiri tespit edilmedi.

Bu yılın başlarında Murchison Widefield Array kullanılarak yürütülen çalışmaların ardından , Abell 3266’yı daha ayrıntılı görmek için ASKAP radyo teleskopundan ve Australia Telescope Compact Array’den (ATCA) yeni veriler kullandık .

Verilerimiz karmaşık bir tablo çiziyor. Bunu ana resimde görebilirsiniz: sarı renkler, enerji girişinin aktif olduğu özellikleri gösterir. Mavi pus, X-ışını dalga boylarında yakalanan sıcak plazmayı temsil eder.

Daha kırmızı renkler, yalnızca daha düşük frekanslarda görülebilen özellikleri gösterir. Bu, bu nesnelerin daha eski ve daha az enerjiye sahip olduğu anlamına gelir. Ya zamanla çok fazla enerji kaybettiler ya da hiçbir zaman başlayacak çok şeyleri olmadı.

Radyo kalıntısı, görüntünün altına yakın kırmızı renkte görünür (yakınlaştırma için aşağıya bakın). Ve buradaki verilerimiz, bir kalıntıda daha önce hiç görülmemiş belirli özellikleri ortaya koyuyor.

İçbükey şekli de sıra dışıdır ve ona “yanlış yoldan” bir kalıntının akılda kalıcı lakabı kazandırır. Genel olarak, verilerimiz kalıntıların nasıl üretildiğine dair anlayışımızı bozuyor ve hala bu radyo nesnelerinin arkasındaki karmaşık fiziği deşifre etmeye çalışıyoruz.

Süper kütleli bir kara deliğin antik kalıntıları

Ana görüntünün sağ üst tarafında (ve ayrıca aşağıda) görülen radyo fosili çok soluk ve kırmızıdır, bu da eski olduğunu gösterir. Bu radyo emisyonunun aslen sol alt taraftaki galaksiden, uzun süredir kapalı olan merkezi bir kara delik ile geldiğine inanıyoruz.

En iyi fiziksel modellerimiz verilere sığmaz. Bu, bu kaynakların nasıl geliştiğine dair anlayışımızdaki boşlukları, yani doldurmaya çalıştığımız boşlukları ortaya koyuyor.

Son olarak, akıllı bir algoritma kullanarak, Abell 3266’da bir radyo halesinin ilk tespitini ortaya çıkararak, yüksek çözünürlükte görünmeyen çok zayıf emisyonu aramak için ana görüntünün odağını bozduk (aşağıya bakın).

geleceğe doğru

Bu, Abell 3266’yı anlamaya giden yolun başlangıcıdır. Çok sayıda yeni ve ayrıntılı bilgiyi ortaya çıkardık, ancak çalışmamız daha da fazla soru ortaya çıkardı.

Kullandığımız teleskoplar, Kilometre Kare Dizisi projesinden devrim niteliğinde bilimin temellerini atıyor. Bizimki gibi araştırmalar, astronomların bizim bilmediğimiz şeyleri anlamalarına olanak tanıyor – ama öğreneceğimizden emin olabilirsiniz.