• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Ett nytt fönster för att se den dolda sidan av det magnetiserade universum

    De böjda jetstrukturerna som sänds ut från MRC 0600-399 som observerats av MeerKAT-radioteleskopet (vänster) är väl återgivna av simuleringen utförd på ATERUI II (höger). Den närliggande galaxen B som är synlig i den vänstra delen av MeerKAT-bilden påverkar inte strålen och har uteslutits i simuleringen. Kredit:Chibueze, Sakemi, Ohmura et al. (MeerKAT-bild); Takumi Ohmura, Mami Machida, Hirotaka Nakayama, 4D2U-projekt, NAOJ (ATERUI II bild)

    Nya observationer och simuleringar visar att strålar av högenergipartiklar som emitteras från det centrala massiva svarta hålet i den ljusaste galaxen i galaxhopar kan användas för att kartlägga strukturen av osynliga magnetfält mellan kluster. Dessa fynd ger astronomer ett nytt verktyg för att undersöka tidigare outforskade aspekter av galaxhopar.

    När galaxhopar växer genom kollisioner med omgivande materia, de skapar bågchocker och vaknar i sin utspädda plasma. Plasmarörelsen som induceras av dessa aktiviteter kan drapera magnetiska lager inom kluster, bildar virtuella väggar av magnetisk kraft. Dessa magnetiska lager, dock, kan endast observeras indirekt när något interagerar med dem. Eftersom det helt enkelt är svårt att identifiera sådana interaktioner, naturen hos magnetfält inom kluster är fortfarande dåligt förstådd. Ett nytt tillvägagångssätt för att kartlägga/karakterisera magnetiska lager är mycket önskvärt.

    Ett internationellt team av astronomer inklusive Haruka Sakemi, en doktorand vid Kyushu University (nu en forskarassistent vid National Astronomical Observatory of Japan—NAOJ), använde MeerKAT-radioteleskopet i norra Karooöknen i Sydafrika för att observera en ljus galax i den sammanslagna galaxhopen Abell 3376, känd som MRC 0600-399. Ligger mer än 600 miljoner ljusår bort i riktning mot stjärnbilden Columba, MRC 0600-399 är känt för att ha ovanliga jetstrukturer böjda till 90 graders vinklar. Tidigare röntgenobservationer avslöjade att MRC 0600-399 är kärnan i en subkluster som penetrerar huvudklustret av galaxer, indikerar närvaron av starka magnetiska lager vid gränsen mellan huvud- och subklustren. Dessa egenskaper gör MRC 0600-399 till ett idealiskt laboratorium för att undersöka interaktioner mellan jetstrålar och starka magnetiska lager.

    MeerKAT-observationerna avslöjade oöverträffade detaljer om jetplanen, mest slående, svag "dubbel-lie"-struktur som sträcker sig i motsatt riktning från böjpunkterna och skapar en "T"-form. Dessa nya detaljer visar att, som en vattenström som träffar en glasruta, det här är en mycket kaotisk kollision. Dedikerade datorsimuleringar krävs för att förklara den observerade jetmorfologin och möjliga magnetfältskonfigurationer.

    Takumi Ohmura, en doktorand vid Kyushu University (nu en forskarassistent vid University of Tokyos Institute for Cosmic-Ray Research—ICRR), från teamet utförde simuleringar på NAOJs superdator ATERUI II, den mest kraftfulla datorn i världen dedikerad till astronomiska beräkningar. Simuleringarna antog ett bågliknande starkt magnetfält, försummar röriga detaljer som turbulens och galaxens rörelse. Denna enkla modell ger en bra matchning till observationerna, vilket indikerar att det magnetiska mönstret som används i simuleringen återspeglar den faktiska magnetfältets intensitet och struktur runt MRC 0600-399. Mer viktigt, det visar att simuleringarna framgångsrikt kan representera den underliggande fysiken så att de kan användas på andra objekt för att karakterisera mer komplexa magnetfältsstrukturer i galaxhopar. Detta ger astronomer ett nytt sätt att förstå det magnetiserade universum och ett verktyg för att analysera data av högre kvalitet från framtida radioobservatorier som SKA (Square Kilometer Array).

    Dessa resultat visades som Chibueze, Sakemi, Ohmura, et. al. "Böjda jetstrålar från magnetfält i galaxhopen Abell 3376" i Natur den 6 maj, 2021.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com