Utilizando el telescopio LOw-Frequency ARray (LOFAR) y MeerKAT, astrónomos europeos han realizado observaciones de radio de un cúmulo de galaxias conocido como Abell 1413. Los resultados de la campaña de observación, publicados el 1 de agosto en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, arrojan más luz sobre las propiedades de este grupo.
Los cúmulos de galaxias contienen hasta miles de galaxias unidas por la gravedad. Son las estructuras unidas gravitacionalmente más grandes conocidas en el universo, podrían servir como excelentes laboratorios para estudiar la evolución y la cosmología de las galaxias.
Situado a unos 2.100 millones de años luz de distancia, Abell 1413 es un cúmulo de galaxias de tipo I que contiene unas 300 galaxias y alberga un mini-halo. El cúmulo muestra una morfología de rayos X ligeramente perturbada, alargada en la dirección norte-sur; sin embargo, hasta la fecha no se han encontrado pruebas sólidas de una fusión reciente. Se estima que la masa de Abell 1413 es de aproximadamente 600 billones de masas solares.
Un equipo de astrónomos dirigido por Christopher Riseley de la Universidad de Bolonia en Italia decidió observar más de cerca a Abell 1413 para obtener más información sobre su morfología peculiar y sus propiedades generales. Con este fin, realizaron observaciones profundas de MeerKAT que cubrían el rango de frecuencia de 872 a 1712 MHz, y observaciones de antena de banda alta (HBA) LOFAR que cubrían el rango de frecuencia de 120 a 168 MHz.
“Hemos presentado nuevas observaciones de MeerKAT en banda L (1283 MHz) y LOFAR HBA (145 MHz) del cúmulo de galaxias Abell 1413, que alberga un mini-halo conocido. Hemos combinado nuestros datos de radio con observaciones de archivo de Chandra, lo que nos permite realizar una comparación detallada de las propiedades térmicas y no térmicas de este grupo intrigante”, escribieron los investigadores en el artículo.
Las observaciones detectaron muchas fuentes de radio compactas en las cercanías de Abell 1413 y varias galaxias de radio con cola que son miembros probables o confirmados de este cúmulo. Además, la campaña de observación reveló una emisión de radio débil y muy extendida del minihalo de Abell 1413 hasta 1,9 millones de años luz a 1.283 MHz.
Según los datos recopilados, se descubrió que el mini-halo de Abell 1413 es asimétrico y dos veces más grande de lo que se pensaba anteriormente. El equipo examinó el perfil del índice espectral resuelto espacialmente del mini-halo y descubrió que su región interior parece mostrar un espectro ligeramente más plano con un valor medio de -0,97, mientras que sus regiones exteriores muestran un valor más pronunciado de aproximadamente -1,12. Estos resultados apuntan a un empinamiento espectral.
El estudio también encontró que el brillo de la superficie de radio/rayos X de Abell 1413 está fuertemente correlacionado. Los datos recogidos muestran que la pendiente de esta correlación es positiva, con un valor de 1,63 a 1.283 MHz y de 1,20 a 145 MHz. Este hallazgo proporciona más evidencia de la intensificación espectral.
Al tratar de explicar la naturaleza del mecanismo que alimenta el mini-halo en Abell 1413, los autores del artículo ofrecen un modelo teórico simple que demuestra que los escenarios híbridos reproducen tal pendiente de correlación superlineal que se identificó en este grupo.
“Si bien la pendiente superlineal es una firma típica del escenario hadrónico, nuestras observaciones también respaldan la interpretación de que existe una turbulencia a gran escala en Abell 1413. Por lo tanto, investigamos un marco matemático simple que demuestra que los modelos híbridos, mediante los cuales los electrones secundarios son reacelerados por la turbulencia, naturalmente reproducen una pendiente de correlación superlineal en el plano ?R/?X”, concluyeron los investigadores.
Con información de Monthly Notices
