Een internationaal team van astronomen heeft radio- en röntgenwaarnemingen uitgevoerd van radiorelikwieën in een samensmeltend sterrenstelsel dat bekend staat als PSZ2 G096.88+24.18. De resultaten van deze monitoringcampagne zouden meer licht kunnen werpen op de aard van deze melkwegcluster. De studie werd op 18 mei gepubliceerd op arXiv.org.

Radiorelikwieën zijn diffuus, langwerpige radiobronnen van synchrotron-oorsprong. Ze komen voor in de vorm van spectaculaire enkele of dubbele symmetrische bogen aan de randen van clusters van sterrenstelsels. Astronomen zijn vooral geïnteresseerd in het bestuderen van dergelijke bronnen in samensmeltende clusters van sterrenstelsels, aangezien het aantal radiorelikwieën dat verband houdt met fusieschokken nog steeds klein is.

Bij een roodverschuiving van 0,3, PSZ2 G096.88+24.18 (ook bekend als ZwCL1856.8+6616) is een clustersysteem met een lage massa (ongeveer 470 biljoen zonsmassa's) dat clusters van sterrenstelsels samensmelt. Eerdere waarnemingen van dit cluster met de Westerbork Synthese Radio Telescoop (WSRT) op 1,4 GHz hebben een paar radiorelikwieën gedetecteerd aan de noordelijke en zuidelijke randen.

Een team van astronomen onder leiding van Alexander Jones van de Universiteit van Hamburg, Duitsland, heeft nu het dubbele radiorelikwie in PSZ2 G096.88+24.18 in detail onderzocht. Voor dit doeleinde, ze voerden radio-observaties uit van dit cluster met behulp van de Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) en de Low Frequency Array (LOFAR), evenals een röntgenonderzoek van dit systeem met NASA's Chandra-ruimtevaartuig.

"In dit artikel presenteren we LOFAR HBA (140 MHz) en VLA (1,5 GHz) radio-waarnemingen en X-ray Chandra-gegevens van PSZ2 G096.88+24.18. Met deze multifrequentie-waarnemingen voeren we spectrale en polarisatie-analyse uit van de dubbele radiorelikwieën in PSZ2 G096.88+24.18, ’ schreven de onderzoekers in de krant.

Uit de studie bleek dat de twee diametraal tegenovergestelde radiorelikwieën van PSZ2 G096.88+24.18 zich op ongeveer gelijke afstand van het clustercentrum bevinden, ongeveer 3,58 en 3,26 miljoen lichtjaar voor respectievelijk de noordelijke en zuidelijke relikwieën. Bij 140 MHz hebben deze twee bronnen de grootste lineaire afmetingen van ongeveer 2,93 en 4,89 miljoen lichtjaar en een fluxverhouding van 1:3,5 voor respectievelijk de noordelijke en zuidelijke relikwieën.

Radiowaarnemingen hebben de aanwezigheid van een diffuse emissie (door de auteurs van het artikel Connection genoemd) aan het licht gebracht die een radiostelsel, aangeduid als S1, verbindt met het zuidelijke relikwie. De verbinding valt samen met een gebied in het radiorelikwie waarin een toename van de oppervlaktehelderheid is waargenomen. Het gedetecteerde grote stuk diffuse emissie beïnvloedt waarschijnlijk de eigenschappen van het relikwie.

Proberen de meest plausibele verklaring voor de verbinding te vinden, de astronomen nemen aan dat het hoogstwaarschijnlijk een fusie-schokgolf is die over een actieve galactische kern (AGN) lob is gegaan.

"De geïntegreerde spectrale index wordt steiler langs de verbinding, weg van S1, wat lijkt te wijzen op herversnelling van een AGN-kwab (...) Recente simulaties door ZuHone et al. (2020) laten zien dat een door fusie aangedreven schokgolf die door de jets van een AGN gaat, een inhomogene kosmische stralingsfractie langs de hoofdas van een schok kan produceren. Als dit het geval is in PSZ2 G096.88+24.18, dit kan de waargenomen discontinuïteit van de helderheid van het radiooppervlak verklaren en suggereert daarom dat de oost- en westkant van het zuidelijke relikwie worden gegenereerd door hetzelfde versnellingsmechanisme, ’ concluderen de onderzoekers.

© 2021 Science X Network