Астрономы ведут наблюдение за скоплением «Сосиска» на очень низких радиочастотах

Европейские астрономы с помощью радиоинтерферометра LOFAR провели подробные наблюдения галактического скопления CIZA J2242.8+5301, известного как скопление «Сосиска». Исследование проводилось на очень низких радиочастотах — 45 МГц, что позволило получить новые данные о природе реликтовых радиоисточников в этом скоплении. Основные результаты работы опубликованы на сервере препринтов arXiv.

Галактические скопления — это крупнейшие гравитационно связанные структуры во Вселенной, состоящие из тысяч галактик. Они часто формируются в результате слияния меньших скоплений и служат лабораториями для изучения эволюции галактик и космологии. CIZA J2242.8+5301 находится на красном смещении 0,192 и хорошо известен благодаря ярко выраженным двойным радиореликтам — протяжённым и диффузным источникам с синхротронным излучением.

Команда под руководством Джулии Лусетти из Гамбургского университета применила LOFAR с низкочастотной антенной для самого «низкочастотного» на сегодня исследования этого скопления. Целью было изучение физики радиоисточников-реликтов и особенностей распределения космических электронов низкой энергии, на что указывают авторы работы.

В ходе наблюдений было выявлено, что система реликтов и диффузных источников скопления сложнее, чем считалось ранее: за пределами известных северного и южного реликтов обнаружена сеть протяжённых структур с характерной «голова–хвост» морфологией, которые взаимодействуют с основной радиоэмиссией скопления.

Северный радиореликт отличается дугообразной, «сосискообразной» формой, достигая примерно 7,2 на 2,5 миллиона световых лет. Южный реликт имеет более неправильные очертания и занимает 4,9 на 1,7 миллиона световых лет. Анализ спектрального индекса между 45 и 144 МГц показал чёткий градиент: спектр становится более крутым по направлению к центру скопления. Для северного реликта интегральный спектральный индекс составил –1,09, для южного — около –1,34. По этим данным оценены значения числа Маха: 4,8 для северного и 2,6 для южного реликтов.

Моделирование профиля поверхностной яркости северного реликта свидетельствует о том, что структура хорошо описывается сценарием с минимальными проекционными эффектами, незначительным изменением магнитного поля и почти без деформации ударной волны.