Las estructuras de chorro dobladas emitidas por MRC 0600-399 observadas por el radiotelescopio MeerKAT (izquierda) están bien mapeadas por la simulación realizada en ATERUI II (derecha). La galaxia B cercana visible en la parte izquierda de la imagen de MeerKAT no tiene ningún efecto en el chorro y ha sido excluida de la simulación. Fuente: Chibueze, Sakemi, Ohmura et al. (Imagen MeerKAT); Takumi Ohmura, Mami Machida, Hirotaka Nakayama, Proyecto 4D2U, NAOJ (foto de ATERUI II)
Nuevas observaciones y simulaciones muestran que los chorros de partículas de alta energía emitidos desde el agujero negro masivo central en la galaxia más brillante en los cúmulos de galaxias pueden usarse para mapear la estructura de los campos magnéticos invisibles entre los cúmulos. Estos hallazgos proporcionan a los astrónomos una nueva herramienta para estudiar aspectos previamente inexplorados de los cúmulos de galaxias.
Los cúmulos de galaxias que se expanden como resultado de colisiones con la materia circundante provocan descargas de arco y despertares en su plasma diluido. El movimiento del plasma causado por estas acciones puede enrollar capas magnéticas intragrupos para formar paredes virtuales de fuerza magnética. Sin embargo, estas capas magnéticas solo se pueden observar indirectamente cuando algo interactúa con ellas. Dado que tales interacciones son simplemente difíciles de identificar, la naturaleza de los campos magnéticos dentro del grupo sigue siendo poco conocida. Es muy deseable un nuevo enfoque para mapear / caracterizar capas magnéticas.
Un equipo internacional de astrónomos, incluido Haruka Sakemi, graduado de la Universidad de Kyushu (ahora investigador del Observatorio Astronómico Nacional de Japón – NAOJ), utilizó el radiotelescopio MeerKAT en el desierto de Karoo del norte de Sudáfrica para observar una galaxia brillante en el cúmulo que se fusiona de las galaxias Abell 3376 conocidas como MRC 0600-399. Ubicado a más de 600 millones de años luz de distancia en la dirección de la constelación de Colón, MRC 0600-399 es conocido por sus inusuales chorros de 90 grados. Las observaciones de rayos X anteriores revelaron que MRC 0600-399 es el núcleo del subcúmulo que penetra en el cúmulo de galaxias principal, lo que indica la presencia de fuertes capas magnéticas en el límite entre el cúmulo principal y el subcúmulo. Estas características hacen del MRC 0600-399 el laboratorio ideal para estudiar las interacciones entre chorros y fuertes capas magnéticas.
Las observaciones de MeerKAT revelaron detalles sin precedentes sobre los chorros, la estructura de “doble guadaña” más llamativa y tenue que se extiende en la dirección opuesta a los puntos de ruptura y forma una “T”. Estos nuevos detalles muestran que, como un chorro de agua golpeando un cristal, es una colisión muy caótica. Se necesitan simulaciones por ordenador dedicadas para dilucidar la morfología del chorro observada y las posibles configuraciones del campo magnético.
Takumi Ohmura, un graduado de la Universidad de Kyushu (actualmente investigador en el Instituto de Investigación de Radiación Cósmica – ICRR de la Universidad de Tokio), del equipo simuló la supercomputadora ATERUI II NAOJ, la computadora de astronomía más poderosa del mundo. cálculos. Las simulaciones asumieron un fuerte campo magnético como un arco, ignorando detalles desordenados como la turbulencia y el movimiento de la galaxia. Este modelo simple proporciona un buen ajuste para la observación, lo que indica que el patrón magnético utilizado en la simulación refleja la fuerza real y la estructura del campo magnético alrededor del MRC 0600-399. Más importante aún, muestra que las simulaciones pueden representar con éxito los fundamentos de la física, haciéndolas aplicables a otros objetos para caracterizar estructuras de campo magnético más complejas en cúmulos de galaxias. Esto les da a los astrónomos una nueva forma de entender el universo magnetizado y una herramienta para analizar datos de mayor calidad de futuros observatorios de radio como el SKA (tabla de kilómetros cuadrados).
Estos resultados aparecieron como Chibueze, Sakemi, Ohmura, et. aluminio. “Chorros doblados de campos magnéticos en el cúmulo de galaxias Abell 3376” en Naturaleza 6 de mayo de 2021
Proporcionado por los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales