Encontraron pertubadoras emisiones de radio en el cúmulo galáctico Abell 2256


Usando varios radiotelescopios, un equipo internacional de astrónomos realizó observaciones profundas de radio de baja frecuencia de un cúmulo de galaxias en fusión Abell 2256. La campaña de observación proporcionó más información sobre las propiedades del halo de radio del cúmulo. Los hallazgos se detallaron en un artículo publicado el 7 de septiembre en arXiv.org.

Los halos de radio son regiones enormes de emisión de radio difusa, que 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 las hace difíciles de detectar. Su brillo aumenta a frecuencias más bajas, revelando la presencia de estas regiones.

Imagen de uGMRT Band 4 (550-850 MHz) del cúmulo de galaxias Abell 2256. Crédito: Rajpurohit et al., 2022.

Con la capacidad de obtener imágenes de radio profundas, de alta resolución, alta fidelidad y baja frecuencia, LOw Frequency ARray (LOFAR) es una herramienta excelente para estudiar halos de radio en bajas frecuencias con un detalle y una sensibilidad sin precedentes. Por lo tanto, un grupo de investigadores dirigido por Kamlesh Rajpurohit de la Universidad de Bolonia en Italia, ha empleado LOFAR para inspeccionar el halo de radio en Abell 2256, un cúmulo de galaxias masivo cercano (con un corrimiento al rojo de 0.058) que exhibe una fuerte emisión en todas las longitudes de onda. El equipo también utilizó el radiotelescopio gigante de ondas métricas (uGMRT) y el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) para observar este halo.

«Presentamos el primer análisis detallado del halo de radio en el cúmulo de galaxias en fusión Abell 2256 usando el LOw Frequency ARray (LOFAR), el radiotelescopio gigante de ondas métricas (uGMRT) actualizado y el VLA. Observaciones de radio (120 MHz-2 GHz) combinadas con los datos de rayos X de archivo de Chandra y XMM-Newton nos permitieron estudiar la emisión de halo con un detalle sin precedentes», escribieron los investigadores en el artículo.

Los astrónomos lograron las primeras imágenes de radio profundas y de alta resolución espacial del halo de radio de Abell 2256. La emisión del halo fue detectada por ellos en todas las frecuencias, a saber, 144 MHz, 350 MHz, 675 MHz y 1,5 GHz. El tamaño lineal más grande de este halo se midió en aproximadamente 2,93 millones de años luz a 144 MHz y 1,63 millones de años luz a 1,5 GHz, lo que sugiere que su región más externa tiene un espectro pronunciado.

En general, el estudio encontró que la emisión del halo sigue un espectro de ley de potencia entre 144 MHz y 1,5 GHz, y tiene un espectro ultra empinado con un índice espectral integrado de −1,63. Además, los mapas de índice espectral resueltos espacialmente revelaron una inclinación espectral con un radio creciente.

La investigación encontró que la morfología del halo de radio es notablemente similar a la de los rayos X. En particular, el pico de rayos X en el componente de masa principal coincide con el pico de radio. Además, la comparación punto a punto entre el brillo de la superficie de radio y rayos X a través del halo indica una fuerte correlación sublineal.

Las observaciones también revelaron una fuerte anticorrelación entre el índice espectral y el brillo de la superficie de rayos X a través del halo. Según los investigadores, esto es consistente con el empinamiento radial.

Resumiendo los resultados, los autores del artículo subrayaron que las propiedades del halo de radio en Abell 2256 lo convierten en un objeto muy peculiar, cuya investigación adicional puede hacer avanzar nuestro conocimiento sobre los mecanismos de aceleración de partículas a escalas muy grandes.

Con información de Phys.org

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