宇宙中散布着星系团? 巨大的建筑堆积在十字路口宇宙网。 一个星团可以跨越数百万光年,由数百甚至数千个星系组成。
然而,这些星系仅占星团总质量的百分之几。 其中约80%是暗物质,剩下的是热等离子体“汤”:气体加热到10,000,000以上? 并与弱磁场交织在一起。
我们和我们的国际同事团队已经确定了一系列很少观察到的无线电物体? 射电遗迹、射电晕和化石射电发射? 它们位于一个名为 Abell 3266 的特别动态的星系团中。它们违背了有关此类物体的起源及其特征的现有理论。
(Christopher Riseley,使用来自 ASKAP、ATCA、XMM-Newton 和暗能量调查的数据)
上图:使用来自 ASKAP 和 ATCA(红色/橙色/黄色)、XMM-Newton(蓝色)和调查(背景图)。
遗迹、光环和化石
星系团使我们能够研究广泛的丰富过程? 包括磁学和等离子体物理学? 在我们无法在实验室中重现的环境中。
当团簇相互碰撞时,大量的能量被注入热等离子体的粒子中,产生无线电发射。 这种发射有多种形状和大小。
“无线电遗迹”就是一个例子。 它们呈弧形,位于星团的外围,由穿过等离子体的冲击波提供动力,这会导致密度或压力的跳跃,并为粒子提供能量。 地球上冲击波的一个例子是飞机突破音障时发生的音爆。
“射电晕”是位于星团中心的不规则源。 它们由热等离子体中的湍流提供动力,为粒子提供能量。 我们知道光晕和遗迹都是由星系团之间的碰撞产生的吗? 然而,他们的许多细节仍然难以捉摸。
然后还有“化石”无线电源。 这些是超大质量物体死亡时留下的无线电残留物位于射电星系的中心。
当他们行动时,射击巨大的喷气式飞机血浆的远远超出银河系本身。 当它们耗尽燃料并关闭时,喷气机开始消散。 这些遗迹就是我们检测到的无线电化石。
阿贝尔 3266
我们的新文章,发表于英国皇家天文学会每月通知,提出了对名为 Abell 3266 的星系团的高度详细的研究。
这是一个距离我们大约 8 亿光年的特别动态且混乱的碰撞系统。 它具有系统的所有特征应该是遗物和光环的宿主? 但直到最近才被发现。
跟进使用默奇森宽场阵列早些时候今年,我们使用了来自ASKAP射电望远镜和澳大利亚紧凑阵列望远镜(ATCA) 更详细地了解 Abell 3266。
我们的数据描绘了一幅复杂的图景。 您可以在主图像中看到这一点:黄色显示能量输入处于活动状态的特征。 蓝色薄雾代表在 X 射线波长下捕获的热等离子体。
较红的颜色显示仅在较低频率下可见的特征。 这意味着这些物体更古老并且能量更少。 要么随着时间的推移,他们失去了很多精力,要么他们一开始就没有太多精力。
无线电遗迹在图像底部附近以红色可见(见下面的放大图)。 我们这里的数据揭示了以前在遗迹中从未见过的特殊特征。
(Christopher Riseley,使用来自 ASKAP、ATCA、XMM-Newton 和暗能量调查的数据)
上图:此处显示了 Abell 3266 中的“错误方向”遗迹,其中黄色/橙色/红色代表无线电亮度。
它的凹面形状也很不寻常,因此赢得了“错误的遗迹”的朗朗上口的绰号。 总的来说,我们的数据打破了我们对遗迹如何生成的理解,我们仍在努力破译这些无线电物体背后的复杂物理原理。
超大质量黑洞的远古遗迹
从主图的右上方(以及下方)看到的射电化石非常微弱且呈红色,表明它很古老。 我们相信这种无线电发射最初来自左下角的星系,其中央黑洞早已关闭。
(Christopher Riseley,使用来自 ASKAP、ATCA、XMM-Newton 和暗能量调查的数据)
上图:此处显示了 Abell 3266 中的射电化石,红色和轮廓描绘了 ASKAP 测量的射电亮度,蓝色则描绘了热等离子体。 青色箭头指向我们认为曾经为化石提供动力的星系。
我们最好的物理模型根本无法拟合数据。 这揭示了我们对这些来源如何演变的理解上的差距? 我们正在努力填补的空白。
最后,我们使用巧妙的算法对主图像进行散焦,以寻找在高分辨率下不可见的非常微弱的发射,从而在 Abell 3266 中首次检测到射电晕(见下文)。
(Christopher Riseley,使用来自 ASKAP、ATCA、XMM-Newton 和暗能量调查的数据)
上图:此处显示了 Abell 3266 中的射电晕,其中红色和轮廓描绘了 ASKAP 测量的射电亮度,蓝色则显示了热等离子体。 青色虚线标记了射电晕的外部界限。
走向未来
这是了解 Abell 3266 之路的开始。我们发现了大量新的详细信息,但我们的研究提出了更多问题。
我们使用的望远镜正在为革命性的科学奠定基础平方公里阵列项目。 像我们这样的研究可以让天文学家找出我们不知道的东西? 但你可以确信我们会找到答案。
我们承认戈麦罗伊人是 ATCA 所在地的传统所有者,瓦贾里·亚马吉人是默奇森射电天文台所在地(ASKAP 和默奇森宽场阵列所在的地方)的传统所有者。