U srcu golemog galaktičkog skupa Abell 3558, udaljenog više od 600 milijuna svjetlosnih godina, znanstvenici su detektirali suptilnu, ali upornu radijsku emisiju. Riječ je o tzv. mini-halo strukturi – rijetkom i teško uhvatljivom fenomenu koji se formira unutar gustog plina što ispunjava jezgru skupa.
Galaktički skupovi najveće su gravitacijski vezane strukture u svemiru. Obuhvaćaju tisuće galaksija, zajedno s tamnom tvari, vrućim međugalaktičkim plinom i rendgenskim zračenjem. Skup Abell 3558, prema crvenom pomaku od 0,047, procjenjuje se na masu od oko 1,48 kvadrilijuna Sunca. Rendgenska mjerenja pokazuju da jezgra skupa zrači ogromnom količinom energije – više nego što bi milijuni Sunaca proizveli zajedno. Riječ je o jednom od energetski najaktivnijih središta među obližnjim galaktičkim skupovima, što ga čini idealnim kandidatom za proučavanje unutarnje dinamike međugalaktičkog plina.
Iako su prethodna opažanja već zabilježila difuznu radijsku emisiju u središtu skupa, nova analiza donosi znatno precizniju sliku. Pitanje koje je zanimalo znanstvenike: što ju točno uzrokuje?
Dublji pogled radijskim teleskopima
Kako bi bolje razumjeli izvor radijskog zračenja u središtu skupa Abell 3558, međunarodni tim astronoma pod vodstvom Keegana Trehaevena sa Sveučilišta Rhodes u Južnoafričkoj Republici proveo je detaljna promatranja koristeći četiri suvremena radijska teleskopa – MeerKAT, uGMRT, ASKAP i dodatnu MeerKAT-ovu L-pojasnu antenu. Snimali su skup na više frekvencija, od 400 do 1.283 megaherca, što im je omogućilo iznimno precizan uvid u strukturu zračenja.
Analiza je pokazala da se emisija proteže znatno dalje nego što se ranije mislilo – uključujući i slabo uočljivo proširenje prema sjeveru, izvan područja tzv. hladne fronte u plinu. Ukupna duljina te radijske strukture sada se procjenjuje na čak 1,8 milijuna svjetlosnih godina. Mjerenja na frekvenciji od 1,4 GHz pokazuju da emisija ima snagu od 68 zettavata po hercu, što je izuzetno visoka vrijednost za ovakve fenomene.
Struktura između hladnoće i turbulencije
Spektralna analiza ukazala je na integrirani indeks od 1,18, s regijom ravnijeg spektra neposredno unutar hladne fronte. To je pokazatelj lokalne turbulencije koja ponovno ubrzava elektrone – proces poznat kao turbulentna re-akceleracija. Iznad tog područja otkriven je strmiji spektar u zoni viših temperatura i entropije, ali nižeg tlaka – što ukazuje na kompleksnu unutarnju dinamiku jezgre.
Znanstvenici su ovu konfiguraciju interpretirali kao mini-halo – radijsku strukturu omeđenu hladnim granicama, koja se vjerojatno formirala kao posljedica sporih, ali stalnih gibanja plina unutar gravitacijskog potencijala skupa.
Izdužena struktura duž osi skupa
Osim kružnog mini-haloa u središtu, opažanja su otkrila i izduženu radijsku strukturu koja se proteže duž glavne osi galaktičkog skupa. Ta se emisija prostire uz trag plina s niskom entropijom, što dodatno upućuje na postojanje gibanja velikih razmjera — poznatog kao “sloshing”, odnosno polagano oscilatorno kretanje vrućeg plina nastalo nakon davnih gravitacijskih poremećaja ili sudara s drugim skupovima.
Takva gibanja mogu stvoriti turbulentne vrtloge koji dodatno ubrzavaju nabijene čestice, potičući tako dugotrajnu radijsku emisiju u nižim frekvencijama.
Mini-halo: rijetka struktura u mirnim skupovima
Mini-halo strukture uglavnom se pojavljuju u termodinamički stabilnim skupovima s hladnim jezgrama. Takvi sustavi nisu nedavno doživjeli velike sudare s drugim skupovima, ali ipak sadrže dinamične procese u unutrašnjosti. Iako je njihov precizan nastanak još uvijek predmet istraživanja, pretpostavlja se da ih pokreću vrtložne struje u plinu te povratni učinci aktivnih galaktičkih jezgri (AGN feedback).
Otkrivanje mini-haloa u Abellu 3558 potvrđuje da i naizgled mirni skupovi kriju intenzivne unutarnje procese koji se ne vide u vidljivom spektru, ali ostavljaju jasan potpis u radijskim valovima.
Ivan je novinar, bloger i autor s više od 15 godina iskustva u digitalnim medijima. Piše o širokom spektru tema, uključujući svemir, astronomiju, znanost, povijest i arheologiju. Objavljuje kao gostujući autor u Večernjem listu, a kao stručni sugovornik gostovao je u emisijama na kanalima Science Discovery i History Channel. Osnivač je portala Kozmos.hr, prvog hrvatskog online magazina posvećenog popularizaciji znanosti i svemira.
