V kolosální kupě galaxií objevena rekordní vesmírná struktura

Tento nový složený snímek pořízený na základě detekce rentgenového záření prostřednictvím rentgenové observatoře NASA Chandra (modrá a fialová barva), rádiových dat z radioteleskopu MeerKAT (oranžová a žlutá barva) a optického snímku z PanSTARRS (červená, zelená a modrá barva) ukazuje PLCK G287.0+32.9. Tuto masivní kupu galaxií, která se nachází asi 5 miliard světelných let od Země, astronomové poprvé pozorovali v roce 2011.

Astronomové objevili největší známý oblak energetických částic obklopující kupu galaxií – rozprostírá se na vzdálenost téměř 20 milionů světelných let. Tento objev zpochybňuje dlouholeté teorie o tom, jak částice zůstávají energeticky nabité v průběhu času. Zdá se, že místo toho, aby byla tato rozsáhlá oblast napájena blízkými galaxiemi, je napájena obřími rázovými vlnami a turbulencemi, které se pohybují horkým plynem mezi galaxiemi.

Výsledky nové studie, kterou vedli vědci z Centra pro astrofyziku Harvard & Smithsonian (CfA), byly představeny na tiskové konferenci v rámci 246. zasedání Americké astronomické společnosti (AAS).

PLCK G287.0+32.9 je mohutná kupa galaxií, která vzbudila zájem astronomů již v roce 2011, kdy byla objevena. Dřívější studie zaznamenaly dva jasné relikty – obří rázové vlny, které osvětlovaly okraje kupy. Přehlédly však rozsáhlé, slabé rádiové záření, které vyplňuje prostor mezi nimi. Nové rádiové snímky odhalily, že celá galaktická kupa je zahalena do slabé rádiové záře o průměru téměř dvacetinásobku Mléčné dráhy, což naznačuje, že zde působí něco mnohem většího a mocnějšího.

„Očekávali jsme jasnou dvojici reliktů na okrajích hvězdokupy, což by odpovídalo předchozím pozorováním, ale místo toho jsme zjistili, že celá kupa galaxií září v rádiovém oboru,“ řekl hlavní autor Kamlesh Rajpurohit, astronom Smithsonian CfA. „Takto velký oblak energetických částic nebyl v této ani v žádné jiné kupě galaxií dosud pozorován.“ Předchozí držitel rekordu, kupa galaxií Abell 2255, se rozkládá na ploše zhruba 16,3 milionu světelných let.

Hluboko v centrální oblasti galaktické kupy tým detekoval rádiové halo o průměru přibližně 11,4 milionu světelných let, první halo této velikosti pozorované na frekvenci 2,4 GHz, kde takto velká halo obvykle nejsou viditelná. Tato zjištění vyvolávají v týmu otázky, protože poskytují silný důkaz o přítomnosti elektronů kosmického záření a magnetických polí roztažených až k okrajům galaktických kup. Zůstává však nejasné, jak se tyto elektrony urychlovaly na tak velké vzdálenosti.

„Velmi rozsáhlá rádiová halo jsou většinou viditelná pouze na nižších frekvencích, protože elektrony, které je vytvářejí, ztratily energii – jsou staré a časem se ochladily,“ řekl Rajpurohit. „S objevem tohoto obrovského halo nyní vidíme rádiové záření, které se táhne až mezi obří rázy a dále, a vyplňuje tak celou kupu galaxií. To naznačuje, že něco aktivně urychluje nebo znovu urychluje elektrony, ale žádný z obvyklých podezřelých to není. Domníváme se, že by za to mohly být zodpovědné obří rázové vlny nebo turbulence, ale k nalezení definitivní odpovědi potřebujeme další teoretické modely.“ Objev poskytuje vědcům nový způsob studia kosmických magnetických polí – jedné z hlavních nezodpovězených otázek v astrofyzice – který by mohl vědcům pomoci pochopit, jak magnetická pole utvářejí vesmír na největších škálách.

„Začínáme vnímat vesmír tak, jak jsme to dříve nedokázali,“ řekl Rajpurohit. „A to znamená přehodnotit, jak se energie a hmota pohybují v jeho největších strukturách.“

Pozorování provedená rentgenovou observatoří NASA s názvem Chandra X-ray Observatory, kterou provozuje Smithsonian Astrophysical Observatory, odhalila v horkém plynu kupy galaxií strukturu – chvost podobný kometě a několik dalších výrazných rysů, které naznačují, že galaktická kupa je silně narušená. Některé z těchto rentgenových rysů se shodují se strukturami zjištěnými rádiovým zářením, což naznačuje obří otřesy a turbulence způsobené fúzí urychlující nebo znovu urychlující elektrony. V centru kupy mohou být některé z těchto rysů způsobeny splynutím dvou menších kup galaxií nebo výbuchy vyvolanými supermasivní černou dírou, případně obojím.

Zdroj: https://www.cfa.harvard.edu/news/record-breaking-cosmic-structure-discovered-colossal-galaxy-cluster a https://scitechdaily.com/invisible-storm-lights-up-galaxy-cluster-with-record-breaking-radio-glow/

autor: František Martinek