Met behulp van de LOW Frequency ARray (LOFAR), astronomen hebben PSZ2 G099.86+58.45 onderzocht, een van de dichtste clusters van sterrenstelsels die tot nu toe bekend zijn. De studie onthulde de aanwezigheid van een radiohalo in dit cluster, waardoor het een van de meest afgelegen functies is die ooit zijn ontdekt. De bevinding wordt gedetailleerd beschreven in een artikel dat op 24 juli is gepubliceerd op arXiv.org.

Radiohalo's zijn enorme gebieden met diffuse radiostraling, meestal te vinden in de centra van clusters van sterrenstelsels. Echter, diffuse emissies hebben over het algemeen een zeer lage oppervlaktehelderheid, vooral bij GHz-frequenties, waardoor ze moeilijk te detecteren zijn. Hun helderheid neemt toe bij lagere frequenties, de aanwezigheid van deze regio's onthullen.

Met de mogelijkheid om diepe, hoge resolutie, high-fidelity en laagfrequente radiobeelden, LOFAR is een uitstekend hulpmiddel om radiohalo's op lage frequenties met ongekende details en gevoeligheid te bestuderen. Dus een groep astronomen onder leiding van Rossella Cassano van het Instituut voor Radioastronomie van Bologna, Italië, gebruikte LOFAR voor de waarnemingen van de melkwegcluster PSZ2 G099.86+58.45.

Bij een roodverschuiving van ongeveer 0,62, PSZ2 G099.86+58.45 (kortweg PSZ2G099) is een enorme en hete melkwegcluster van ongeveer 684 biljoen zonsmassa's. Waarnemingen hebben aangetoond dat het cluster zich in een omgeving met hoge dichtheid bevindt, ongeveer zes keer dichter dan de gemiddelde voorspelling van het Lambda-model voor koude donkere materie (ΛCDM) bij deze roodverschuiving.

Cassano's team onderzocht PSZ2G099 met LOFAR als onderdeel van het LoTSS-programma (LOFAR Two-meter Sky Survey). Ze voerden ook vervolgobservaties van het cluster uit met behulp van de Karl G. Jansky Very Large Array (JVLA). Globaal genomen, de waarnemingscampagne resulteerde in de detectie van een radiohalo in dit object.

"In deze brief we melden de ontdekking van een radiohalo in de sterrenstelselcluster met hoge roodverschuiving PSZ2 G099.86+58.45 (z =0.616) met de LOW Frequency ARray (LOFAR) op 120-168 MHz, ’ schreven de astronomen in de krant.

Vooral, LOFAR-waarnemingen met gemiddelde resolutie onthulden uitgebreide diffuse emissie in het centrum van PSZ2G099, met afmetingen gemeten op ongeveer 3,9 bij 1,95 lichtjaar. Zoals verwacht, deze emissie is zeer zwak bij hogere frequenties en werd daarom nauwelijks gedetecteerd door JVLA.

De astronomen voegden eraan toe dat de morfologie van de waargenomen radio-emissie lijkt op die van de röntgenstraling zoals te zien is op afbeeldingen van ESA's XMM-Newton-ruimtevaartuig.

Rekening houdend met de uitbreiding van de emissie, morfologie, en locatie in het cluster, de onderzoekers classificeerden het als een radiohalo. Bovendien, de roodverschuiving van het cluster plaatst het tussen de meest verre radiohalo's die tot nu toe zijn ontdekt, en de verste weg gedetecteerd door LOFAR.

In de slotopmerkingen, de auteurs van het artikel melden dat de studie het potentieel van LOFAR aantoont als een uniek systeem om radiohalo's met een hoge roodverschuiving te ontdekken. Aangezien de fractie van clusters met radiohalo's met een hoge roodverschuiving en hun helderheid afhankelijk is van het magnetische veld, de wetenschappers hopen dat LOFAR statistische studies van dergelijke halo's essentiële informatie kunnen opleveren over de oorsprong van magnetische velden in clusters van sterrenstelsels.

© 2019 Wetenschap X Netwerk