Utilizando el Conjunto de Baja Frecuencia (LOFAR), astrónomos europeos han investigado un cúmulo de galaxias denominado CIZA J2242.8+5301, también conocido como el Cúmulo de la Salchicha. Las observaciones realizadas a frecuencias de radio muy bajas proporcionan más información sobre las propiedades de las radioreliquias en este cúmulo. Los nuevos hallazgos se presentan en un artículo de investigación publicado el 29 de mayo en el servidor de preimpresión de arXiv.
Los cúmulos de galaxias están compuestos por hasta miles de galaxias unidas por la gravedad. Son las estructuras gravitacionalmente ligadas más grandes conocidas en el universo y, por lo tanto, sirven como excelentes laboratorios para el estudio de la evolución y la cosmología de las galaxias. Las observaciones muestran que los cúmulos de galaxias generalmente se forman como resultado de fusiones y crecen mediante la acreción de subcúmulos.
CIZA J2242.8+5301 es un cúmulo de galaxias en fusión bien estudiado, con un corrimiento al rojo de 0,192. Contiene prominentes radioreliquias dobles (fuentes de radio difusas y alargadas de origen sincrotrón) y otras fuentes de radio difusas. CIZA J2242.8+5301 recibió el apodo de cúmulo de la Salchicha debido a la distintiva morfología de su reliquia septentrional.
Recientemente, astrónomos dirigidos por Giulia Lusetti, de la Universidad de Hamburgo (Alemania), utilizaron la Antena de Banda Baja (LBA) de LOFAR para realizar el estudio de radiofrecuencia más baja (45 MHz) del cúmulo de la Salchicha. Su objetivo principal era investigar las reliquias de radio del cúmulo.
«Las observaciones a frecuencias inferiores a 100 MHz son esenciales para investigar la física de las reliquias de radio, ya que proporcionan un acceso único a la población de electrones de rayos cósmicos de baja energía», explicaron los investigadores.
Las observaciones revelaron que el cúmulo de la Salchicha posee un sistema complejo de fuentes difusas, similares a reliquias, que se extiende más allá de las conocidas reliquias septentrionales y meridionales. Muchas de estas fuentes presentan una morfología de cabeza-cola y muestran interacciones con la emisión extendida.
La reliquia del norte exhibe una morfología característica, similar a un arco o a una salchicha, con un tamaño lineal proyectado de aproximadamente 7,2 por 2,5 millones de años luz. La reliquia del sur presenta una forma más irregular con una extensión total de aproximadamente 4,9 por 1,7 millones de años luz.
Basándose en los mapas de índice espectral entre 45 MHz y 144 MHz, los astrónomos observaron un claro gradiente espectral en ambas reliquias, a medida que el índice espectral se intensifica desde el borde exterior hacia el centro del cúmulo. El índice espectral integrado de la reliquia del norte se midió en -1,09, mientras que el de la reliquia del sur presenta un índice integrado más pronunciado, de aproximadamente -1,34. Estos valores indican números de Mach de 4,8 y 2,6 para las reliquias del norte y del sur, respectivamente.
Los investigadores también emplearon un modelo para simular el perfil de brillo superficial de la reliquia del norte y comprender mejor la dinámica del cúmulo. Descubrieron que esta reliquia se representa mejor mediante un escenario con efectos de proyección mínimos, variación del campo magnético y deformación por choque.
Con información de arXiv
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