«Πιστεύουμε ότι ο μηχανισμός που “ενεργοποιεί” αυτές τις τεράστιες ραδιοεκπομπές συνδέεται με τη διαδικασία σχηματισμού των σμηνών γαλαξιών.»
Για πρώτη φορά, αστρονόμοι κατάφεραν να ανακατασκευάσουν το μαγνητικό πεδίο ενός ολόκληρου σμήνους γαλαξιών, από τον κεντρικό του πυρήνα έως τα εξωτερικά του όρια. Το επίτευγμα-ρεκόρ βασίζεται στις βαθύτερες παρατηρήσεις που έχουν γίνει ποτέ του σμήνους γαλαξιών Abell 2255, το οποίο βρίσκεται σε απόσταση περίπου ενός δισεκατομμυρίου ετών φωτός από τη Γη. Οι παρατηρήσεις πραγματοποιήθηκαν με τη βοήθεια του ευρωπαϊκού ραδιοτηλεσκοπίου LOFAR (Low Frequency Array).
Το Abell 2255 είναι εδώ και χρόνια γνωστό για την ιδιαίτερα πολύπλοκη συμπεριφορά του στα ραδιοκύματα. Οι τεράστιες, διάχυτες ραδιοεκπομπές του δημιουργούνται από ηλεκτρόνια, τα οποία κινούνται με ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός (σχετικιστικές ταχύτητες) και αλληλεπιδρούν με τα μαγνητικά πεδία των γαλαξιών μέσα στο σμήνος.
Στο πλαίσιο του προγράμματος LOFAR Galaxy Cluster Ultra-Deep Field, η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε 224 ώρες ραδιοπαρατηρήσεων και ανακάλυψε ότι η κατανομή των μαγνητικών πεδίων μεγάλης κλίμακας σε όλο το Abell 2255, το οποίο εκτείνεται σε αρκετά εκατομμύρια έτη φωτός, δεν είναι τυχαία.
Αντίθετα, τα μαγνητικά πεδία φαίνεται να οργανώνονται από τις κινήσεις του αερίου που συνέβησαν κατά τη διάρκεια του σχηματισμού αυτού του γιγάντιου γαλαξιακού σμήνους.
«Η απόκτηση εξαιρετικά ευαίσθητων εικόνων σμηνών γαλαξιών σε μήκη κύματος ραδιοκυμάτων είναι κρίσιμη για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα ηλεκτρόνια επιταχύνονται σε σχετικιστικές ταχύτητες και πώς τα μαγνητικά πεδία ενισχύονται σε μεγάλες κοσμικές κλίμακες», δήλωσε ο επικεφαλής της ομάδας, Andrea Botteon από το Ιταλικό Εθνικό Ινστιτούτο Αστροφυσικής (INAF).
«Η πολυπλοκότητα αυτών των μελετών οφείλεται στη δυσκολία ανίχνευσης του ασθενούς ραδιοσήματος που προέρχεται από ηλεκτρόνια τα οποία κινούνται μέσα σε πολύ αδύναμα μαγνητικά πεδία. Πιστεύουμε ότι ο μηχανισμός που “ενεργοποιεί” αυτές τις τεράστιες ραδιοεκπομπές συνδέεται με τη διαδικασία σχηματισμού των σμηνών γαλαξιών.»
Ο Botteon πρόσθεσε ότι η ομάδα συνδύασε τις βαθύτερες ραδιοπαρατηρήσεις που έχουν γίνει ποτέ με μια καινοτόμο τεχνική ανάλυσης δεδομένων, η οποία επέτρεψε για πρώτη φορά την ανακατασκευή της μορφής του μαγνητικού πεδίου ενός σμήνους γαλαξιών.
«Η συνοχή των γραμμών του μαγνητικού πεδίου που παρατηρήθηκε σε ορισμένες περιοχές του σμήνους δείχνει ότι η μορφολογία του πεδίου συνδέεται στενά με τη δυναμική του αερίου μέσα στο οποίο βρίσκεται. Εκεί μπορεί να “τεντώνεται” ή να “συμπιέζεται” από τις κινήσεις που σχετίζονται με τον ίδιο τον σχηματισμό του σμήνους», ανέφερε.
Ο Όμιλος Φίλων Αστρονομίας στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης: facebook, instagram, x, tiktok, youtube
Η ανάλυση αποκάλυψε ότι σε ορισμένες περιοχές τα μαγνητικά πεδία ακολουθούν πολύ συγκεκριμένες κατευθύνσεις, εκτεινόμενα ακτινικά κατά μήκος εκτεταμένων ραδιοεκπομπών. Αντίθετα, σε περιοχές όπου κυριαρχούν κρουστικά κύματα, τα μαγνητικά πεδία προσανατολίζονται εφαπτομενικά.
Αυτό υποδηλώνει ότι τα μαγνητικά πεδία στο Abell 2255 διαμορφώνονται από τις ίδιες δυναμικές διεργασίες που επιτρέπουν στα σμήνη να συσσωρεύουν αέριο και να συνεχίζουν να αναπτύσσονται.
Η μελέτη αποτελεί την πρώτη παρατηρησιακή απόδειξη ότι οι ίδιοι μηχανισμοί που επιτρέπουν στους γαλαξίες να αναπτύσσονται και να σχηματίζουν σμήνη, δημιουργώντας τις μεγαλύτερες δομές του Σύμπαντος, είναι επίσης υπεύθυνοι για τη διαμόρφωση των μαγνητικών τους πεδίων.
Η έρευνα της ομάδας έχει γίνει αποδεκτή για δημοσίευση στο περιοδικό Astronomy & Astrophysics και είναι διαθέσιμη ως προδημοσίευση στον διαδικτυακό αποθετήριο arXiv.