Med hjälp av LOw Frequency ARray (LOFAR), astronomer har undersökt PSZ2 G099.86+58.45, en av de tätaste galaxhoparna som hittills är kända. Studien avslöjade närvaron av en radiohalo i detta kluster, vilket gör det till en av de mest avlägsna sådana funktioner som någonsin upptäckts. Fyndet är detaljerat i en artikel som publicerades den 24 juli på arXiv.org.

Radiohalos är enorma områden med diffus radioemission, hittas vanligtvis i centrum av galaxhopar. Dock, diffusa emissioner har i allmänhet mycket låg ytljushet, speciellt vid GHz-frekvenser, vad som gör dem svåra att upptäcka. Deras ljusstyrka ökar vid lägre frekvenser, avslöja närvaron av dessa regioner.

Med förmågan att få djup, hög upplösning, högfrekventa och lågfrekventa radiobilder, LOFAR är ett utmärkt verktyg för att studera radiohalos vid låga frekvenser med oöverträffad detaljrikedom och känslighet. Så en grupp astronomer ledda av Rossella Cassano från Institute for Radio Astronomy of Bologna, Italien, använde LOFAR för observationerna av galaxhopen PSZ2 G099.86+58.45.

Vid en rödförskjutning på cirka 0,62, PSZ2 G099.86+58.45 (PSZ2G099 förkortas) är en massiv och het galaxhop med cirka 684 biljoner solmassor. Observationer har visat att klustret finns i en miljö med hög täthet, ungefär sex gånger tätare än den genomsnittliga Lambda-modellen för kall mörk materia (ΛCDM) vid denna rödförskjutning.

Cassanos team undersökte PSZ2G099 med LOFAR som en del av programmet LoTSS (LOFAR Two-meter Sky Survey). De genomförde också uppföljande observationer av klustret med hjälp av Karl G. Jansky Very Large Array (JVLA). Allt som allt, observationskampanjen resulterade i upptäckten av en radiohalo i detta objekt.

"I detta brev, vi rapporterar upptäckten av en radiohalo i galaxhopen med hög rödförskjutning PSZ2 G099.86+58.45 (z =0.616) med LOw Frequency ARray (LOFAR) vid 120-168 MHz, " skrev astronomerna i tidningen.

Särskilt, LOFAR-observationer vid medelupplösning avslöjade utökad diffus emission i mitten av PSZ2G099, med dimensioner uppmätta till cirka 3,9 gånger 1,95 ljusår. Som förväntat, denna emission är mycket svag vid högre frekvenser och upptäcktes därför knappt av JVLA.

Astronomerna tillade att morfologin för den observerade radioemissionen liknar den för röntgenstrålningen som den kan ses på bilder från ESA:s rymdfarkost XMM-Newton.

Med hänsyn till utsläppets förlängning, morfologi, och plats i klustret, forskarna klassade det som en radiogloria. Dessutom, klustrets rödförskjutning placerar det bland de mest avlägsna radioglorier som hittills upptäckts, och den längst bort upptäcktes av LOFAR.

I avslutande kommentarer, författarna till tidningen rapporterar att studien visar LOFARs potential som ett unikt system för att upptäcka radiohalos vid hög rödförskjutning. Med tanke på att andelen kluster med radiohalos vid hög rödförskjutning och deras ljusstyrka beror på magnetfältet, forskarna hoppas att LOFAR statistiska studier av sådana glorier kan ge viktig information om ursprunget till magnetfält i galaxhopar.

© 2019 Science X Network