Utilizando el LOFAR (Low Frequency ARray), astrónomos de la Universidad de Bolonia, Italia y otros lugares, han realizado observaciones de radio del cercano cúmulo de galaxias Abell 2142. Como resultado, detectaron un nuevo componente del halo de radio gigante del cúmulo. El hallazgo se presentó en un artículo publicado el 15 de agosto en el servidor de preimpresión arXiv.
Los cúmulos de galaxias contienen hasta miles de galaxias unidas por la gravedad. Son las estructuras unidas gravitacionalmente más grandes conocidas en el universo y podrían servir como excelentes laboratorios para estudiar la evolución y la cosmología de las galaxias.
Los halos de radio son enormes regiones 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 en frecuencias más bajas, revelando la presencia de estas regiones. Uno de los mejores instrumentos para estudiar halos de radio en bajas frecuencias con un detalle y una sensibilidad sin precedentes es LOFAR, debido a su capacidad de obtener imágenes de radio profundas, de alta resolución, alta fidelidad y de baja frecuencia.
Ubicada a unos 1,24 millones de años luz de distancia, Abell 2142 (o A2142 para abreviar) es un cúmulo de galaxias luminoso en rayos X cercano. Contiene al menos 900 galaxias (dentro de un radio de aproximadamente 11,4 millones de años luz) que están organizadas jerárquicamente en muchas estructuras y subestructuras que normalmente constan de pequeños grupos.
Observaciones de radio anteriores de Abell 2142 han descubierto que alberga un halo de radio gigante con dos componentes, denominados H1 y H2, que se caracterizan por diferentes propiedades morfológicas y espectrales. H1, también conocido como “núcleo”, es el más brillante, más compacto y redondeado de los dos. Cuando se trata de H2, o la “cresta”, es más grande que H1, más tenue y muestra una forma alargada.
Recientemente, un equipo de astrónomos dirigido por Luca Bruno de la Universidad de Bolonia decidió observar más de cerca el halo de radio en Abell 2142 utilizando LOFAR. El estudio, complementado con datos de archivo de rayos X y radio multifrecuencia, proporcionó más información sobre la estructura de este halo.
Las observaciones LOFAR han revelado la presencia del tercer componente del halo de radio: el H3. Los resultados indican que la emisión de radio de H3 sigue la distribución térmica de rayos X del medio intracúmulo (ICM) hasta escalas superiores a 6,5 millones de años luz.
H3 tiene unas dimensiones de aproximadamente 7,8 por 6,5 millones de años luz, un índice espectral de 1,57 y muestra un perfil de brillo de superficie exponencial, así como una correlación espacial sublineal de radio/rayos X. Estos hallazgos permitieron al equipo clasificar H3 como un halo de radio gigante de espectro ultra pronunciado.
Al intentar explicar el origen del H3, los autores del artículo proponen dos hipótesis. Suponen que H3 puede ser el resultado de una antigua fusión energética o de una reaceleración turbulenta e ineficiente inducida por fusiones menores en curso.
“En ambos escenarios, H2 podría haber sido la parte interior de H3, que luego fue remodelada por la turbulencia hasta convertirse en la cresta actual”, concluyeron los investigadores.
Con información de arXiv
