Kosmisch aurora verlicht de verbinding tussen twee clusters van sterrenstelsels

[univers]

Voor het eerst werd een stroom magnetische velden en relativistische elektronen langs een gloeidraad geïdentificeerd die de clusters van sterrenstelsels Abell 0399 en Abell 0401 met elkaar verbindt. Dankzij de gegevens die door de LOFAR radiotelescoop zijn verzameld, was het voor het eerst mogelijk om dit fenomeen in radiogolven te ontdekken en te meten. De studie werd vandaag gepubliceerd in Science.

In het Universum wordt materie gedistribueerd langs een zogenaamd "kosmisch web" bestaande uit filamentaire structuren, op de kruising waar zich enorme concentraties van duizenden sterrenstelsels vormen, bekend als "clusters". Clusters van sterrenstelsels kunnen worden beschouwd als de grootste door zwaartekracht gebonden structuren in het universum. Tot nu toe was er nog nooit een magnetisch veld waargenomen in de filamenten die de clusters verbinden. Waarnemingen met radiotelescopen hadden eerder een "halo" van radiostraling in de centrale gebieden van sommige clusters laten zien, wat het bestaan ​​van een magnetisch veld bevestigt.

Ondanks dat ze immens zijn, zijn filamenten van het kosmische web in feite extreem ijle en moeilijk te detecteren. "De unieke gevoeligheid voor het detecteren van uitgestrekte emissie onderzocht door LOFAR is de sleutel om voor het eerst deze 'kosmische aurora' in intergalactische filamenten te onthullen ', zegt Emanuela Orrù van ASTRON, het Nederlands Instituut voor Radioastronomie.

"Het begrijpen van de aard van deze radio-emissie en de impact ervan op de evolutie van de grote schalenstructuur in het universum is een open uitdaging voor astrofysici." We zijn erg verheugd dat we dankzij LOFAR de aanwezigheid van magnetische velden kunnen afleiden met intensiteiten zo laag als honderden nano Gauss over kosmologische schalen. " zegt Marco Iacobelli van ASTRON.

De internationale LOFAR-telescoop bestaat uit een Europees netwerk van radioantennes, verbonden door een high-speed glasvezelnetwerk verspreid over zeven landen. LOFAR is ontworpen, gebouwd en wordt nu beheerd door ASTRON (Nederlands Instituut voor Radioastronomie), waarvan de kern zich in Exloo in Nederland bevindt. LOFAR werkt door het combineren van de signalen van meer dan 100.000 individuele dipolen van de antenne, met behulp van krachtige computers om de radiosignalen te verwerken alsof het een 'schotel' met een diameter van 1900 kilometer vormt. LOFAR is ongeëvenaard vanwege de gevoeligheid en het vermogen om beelden met een hoge resolutie (dat wil zeggen het vermogen om zeer gedetailleerde afbeeldingen te maken) te maken.

Deze studie werd gecoördineerd door Federica Govoni van het National Institute for Astrophysics (INAF) uit Cagliari. Deelnemers uit Nederland waren Emanuela Orrù, Marco Iacobelli, Roberto Pizzo en Timothy Shimwell van ASTRON, Huub Röttgering en Reinout van Weeren van de Universiteit Leiden, Michael Wise van het Nederlands Instituut voor Ruimteonderzoek ( SRON) en onderzoekers van verschillende Europese Instituten (in Italië, Duitsland, Frankrijk, Zwitserland, Zweden, Engeland).


Samengesteld beeld van het melkwegclusters paar Abell 0399 en Abell 0401. Het systeem bevindt zich op ongeveer 1 miljard lichtjaar van de aarde terwijl de twee sterrenstelsels ongeveer 10 miljoen lichtjaar uiteen liggen in projectie. De kernen van de twee sterrenstelsels zijn doordrongen van een plasma van hoge temperatuur dat in de röntgenstralen uitzendt (rode tonen). Bovendien vertonen waarnemingen in de microgolven een zwak filament van materie dat de twee clusters verbindt (gele tonen). Het laagfrequente beeld in de radiogolven (blauwe tonen) onthult verschillende heldere afzonderlijke bronnen die zijn gekoppeld aan individuele sterrenstelsels en twee diffuse radiocellen naar de centra van de twee clusters van sterrenstelsels. Een opvallende nok van radio-emissie is zichtbaar langs de gloeidraad tussen Abell 0399 en Abell 0401 en onthult de aanwezigheid van een enorm magnetisch veld dat wordt verlicht door een populatie van hoogenergetische elektronen. Credits: DSS (optisch), XMM-Newton (X-stralen), PLANCK-satelliet (y-parameter), F. Govoni et al. 2019, Wetenschap (radio). Afbeelding door M.Murgia, INAF.

https://www.astron.nl/news-and-events/n ... y-clusters