Een internationaal team van astronomen heeft radiowaarnemingen uitgevoerd van een enorme cluster van sterrenstelsels die bekend staat als ACT-CL J0329.2-2330, wat resulteerde in de detectie van een nieuwe radiohalo in deze cluster. De bevinding werd gerapporteerd in een onderzoeksartikel dat op 5 april werd gepubliceerd op de pre-print server arXiv .

Radiohalo's zijn enorme gebieden met diffuse radio-emissie, meestal te vinden in de centra van massieve clusters van sterrenstelsels, en vertonen een regelmatige morfologie, die de neiging heeft om het röntgenstraling emitterende intraclustermedium (ICM) te traceren. Diffuse emissies hebben echter over het algemeen een zeer lage oppervlaktehelderheid, vooral bij GHz-frequenties, waardoor ze moeilijk te detecteren zijn. Hun helderheid neemt toe bij lagere frequenties, waardoor de aanwezigheid van deze gebieden wordt onthuld.

Nu heeft een groep astronomen onder leiding van Sinenhlanhla Precious Sikhosana van de Universiteit van KwaZulu-Natal in Durban, Zuid-Afrika, een nieuwe radiohalo gevonden in ACT-CL J0329.2-2330 (of kortweg ACT-CL J0329) – een cluster van sterrenstelsels met een massa van ongeveer 970 biljoen zonsmassa's, bij een roodverschuiving van 1,23. De ontdekking is het resultaat van L-band- en UHF-bandwaarnemingen van dit cluster met de MeerKAT-radiotelescoop als onderdeel van de MeerKAT Massive Distant Cluster Survey (MMDCS).

"In deze brief hebben we MeerKAT L- en UHF-bandwaarnemingen gepresenteerd van ACT-CL J0329.2-2330, een cluster van sterrenstelsels op z=1,23. De beelden met lage resolutie onthullen een radiohalo in de cluster. (... ) De MeerKAT-waarnemingen werden uitgevoerd op de L-band met een totale on-target-tijd van 3,5 uur, met een dumpsnelheid van 8 seconden en 4.096 kanalen", schreven de onderzoekers.

Door MeerKAT-beelden te analyseren, identificeerde het team van Sikhosana uitgebreide emissie in het centrum van ACT-CL J0329, met een grootste lineaire omvang van 3,59 miljoen lichtjaar op 1,28 GHz. MeerKAT-afbeeldingen laten ook zien dat de radiohalo in ACT-CL J0329 een vloeiende, regelmatige morfologie heeft die de thermische remstralingsemissie van het intraclustermedium (ICM) volgt.

Op basis van deze resultaten classificeerden de astronomen deze emissie als een radiohalo, wat betekent dat het de hoogste roodverschuivingshalo is die tot nu toe is gedetecteerd.

Uit de studie bleek dat de nieuw ontdekte radiohalo een fluxdichtheid heeft van respectievelijk 3,44 en 6,11 mJy in de L- en UHF-band. De geïntegreerde spectrale index van de halo werd berekend op 1,3, terwijl het radiovermogen ervan werd geschat op 4,4 YW/Hz.

Deze resultaten suggereren dat de halo in ACT-CL J0329 net zo helder is als de halo's die worden aangetroffen in nabijgelegen massieve clusters van sterrenstelsels, wat lijkt te bevestigen dat er sprake is van snelle versterking van het magnetische veld in clusters van sterrenstelsels met hoge roodverschuivingen.

In hun slotopmerkingen onderstreepten de auteurs van het artikel dat de spectrale indexkaart van ACT-CL J0329 onderscheidbare fluctuaties vertoont, aangezien steilere spectrale indexwaarden geconcentreerd zijn in de oostelijke regio. Dit kan erop wijzen dat de turbulente energie niet homogeen wordt verspreid in het halovolume.

Meer informatie: S. P. Sikhosana et al, De MeerKAT Massive Distant Clusters Survey:een radiohalo in een massieve cluster van sterrenstelsels op z =1,23, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2404.03944

Journaalinformatie: arXiv

© 2024 Science X Netwerk