Astrónomos detetam um 'rádio-halo' num enorme conjunto de galáxias

Uma equipa internacional de astrónomos efetuou observações em rádio de um enorme conjunto de galáxias conhecido como ACT-CL J0329.2-2330, o que resultou na deteção de um novo rádio-halo no mesmo. Saiba mais aqui!

halo; imagem ilustrativa
Os halos de rádio são fontes em grande escala de emissão de rádio difusa encontradas no centro de alguns, mas não todos, aglomerados de galáxias.

Os halos radioelétricos são enormes regiões de emissão radioelétrica difusa, normalmente encontradas nos centros de aglomerados massivos de galáxias, que podem apresentar uma morfologia regular, que tende a traçar o meio intra-aglomerado emissor de raios-X (ICM).

No entanto, as emissões difusas têm geralmente um brilho superficial muito baixo, particularmente em frequências de GHz, o que as torna difíceis de detetar. O seu brilho aumenta a frequências mais baixas, revelando a presença destas regiões.

Halo radioelétrico descoberto

Agora, um grupo de astrónomos liderado por Sinenhlanhla Precious Sikhosana da Universidade de KwaZulu-Natal em Durban, África do Sul, encontrou um novo halo radioelétrico em ACT-CL J0329.2-2330 (ou ACT-CL J0329) - um aglomerado de galáxias com uma massa de cerca de 970 biliões de massas solares, a um redshift de 1,23.

A descoberta é o resultado de observações em banda L e banda UHF deste aglomerado com o radiotelescópio MeerKAT, no âmbito do MeerKAT Massive Distant Cluster Survey (MMDCS).

"Nesta carta, apresentamos observações em banda L e UHF do MeerKAT do ACT-CL J0329.2-2330, um aglomerado de galáxias a z=1,23. As imagens de baixa resolução revelam um halo de rádio no aglomerado. (...) As observações do MeerKAT foram efetuadas em banda L com um tempo total no alvo de 3,5 horas, utilizando uma taxa de descarga de 8 segundos e 4.096 canais", escreveram os investigadores.

Ao analisar as imagens do MeerKAT, a equipa de Sikhosana identificou uma emissão alargada no centro do ACT-CL J0329, com um tamanho linear maior de 3,59 milhões de anos-luz a 1,28 GHz. As imagens do MeerKAT também mostram que o halo radioelétrico em ACT-CL J0329 tem uma morfologia suave e regular, que traça a emissão térmica bremsstrahlung (radiação produzida quando cargas elétricas sofrem desaceleração) do meio intra-cluster (ICM).

rádio-halo; halo de rádio
Imagem do rádio-halo detetado pela equipa de astrónomos no aglomerado ACT-CL J0329.2-2330. Fonte: Sikhosana et al.

Com base nestes resultados, os astrónomos classificaram esta emissão como um halo de rádio, o que significa que é o halo de redshift mais elevado detetado até agora. O estudo concluiu que o recém-descoberto halo de rádio tem uma densidade de fluxo de 3,44 e 6,11 mJy nas bandas L e UHF, respetivamente. O índice espetral integrado do halo foi calculado em 1,3, enquanto a sua potência de rádio foi estimada em 4,4 YW/Hz.

O halo em ACT-CL J0329 é tão luminoso como os halos encontrados em aglomerados de galáxias massivos próximos

Estes resultados sugerem que o halo em ACT-CL J0329 é tão luminoso como os halos encontrados em aglomerados de galáxias massivos próximos, o que parece confirmar que existe uma rápida amplificação do campo magnético em aglomerados de galáxias a altos redshifts.

Nas observações finais, os autores do artigo sublinharam que o mapa do índice espetral do ACT-CL J0329 apresenta flutuações distinguíveis, uma vez que os valores mais acentuados do índice espetral estão concentrados na região oriental. Isto pode indicar que a energia turbulenta não é dissipada de forma homogénea no volume do halo.

Referência da notícia:
Sikhosana S., Hilton M., Bernardi G., et al. The MeerKAT Massive Distant Clusters Survey: A Radio Halo in a Massive Galaxy Cluster at z = 1.23. arXiv (2024).