Các nhà thiên văn học đã thu được hình ảnh có độ phân giải cao nhất và sâu nhất của cụm thiên hà Abell 2255, quan sát các tua phát xạ vô tuyến chưa từng có kéo theo nó với độ chi tiết chưa từng có.
Abell 2255 là một cụm thiên hà chứa từ 300 đến 500 thiên hà thành phần, nhiều trong số đó đang hợp nhất. Cụm thiên hà này nằm cách Trái đất khoảng 800 triệu năm ánh sáng và trải dài khoảng 16,3 triệu năm ánh sáng. Nhóm nghiên cứu đứng sau nghiên cứu này quan tâm đến cái gọi là "thiên hà vô tuyến" của cụm thiên hà này.
Thiên hà vô tuyến là thiên hà bị chi phối bởi các lỗ đen siêu lớn cung cấp năng lượng, phóng ra các luồng vật chất mạnh mẽ với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng. Cuộc điều tra mới này về Abell 2255 có thể tiết lộ cách các thiên hà vô tuyến tiến hóa và cách các tia do lỗ đen siêu lớn phóng ra tương tác với khí và bụi giữa các thiên hà, một không gian được gọi là môi trường liên thiên hà.
"Những kết quả này mở ra hướng nghiên cứu mới không chỉ về các thiên hà vô tuyến mà còn về các đặc tính của khí thấm vào các cụm thiên hà", Marco Bond, thành viên nhóm nghiên cứu và là nhà nghiên cứu tại Viện Vật lý thiên văn Quốc gia (INAF), cho biết trong một tuyên bố.
Điều này cho thấy các cấu trúc dạng sợi dài trải dài từ 260.000 đến 360.000 năm ánh sáng. Dài hơn 3 lần chiều rộng của Ngân Hà. Tuy nhiên, độ dày của các sợi này chỉ bằng một phần mười chiều rộng của thiên hà của chúng ta.
Nhóm nghiên cứu này đưa ra giả thuyết rằng các sợi này bắt nguồn từ bên trong các thiên hà vô tuyến của Abell 2255 và bị kéo ra ngoài do chuyển động hỗn loạn bên trong cụm thiên hà. Các sợi này cuối cùng sẽ hòa trộn trong môi trường khí và bụi liên thiên hà trong Abell 2255.
Một trong những thiên hà vô tuyến mà nhóm nghiên cứu tập trung đặc biệt là Thiên hà vô tuyến có đuôi ban đầu, sở hữu đuôi rối và các sợi phong phú, các đặc điểm chưa từng được quan sát chi tiết như vậy trước đây.
Những hình ảnh LOFAR mới cũng tiết lộ các chi tiết chưa từng thấy trước đây của các thiên hà vô tuyến khác các thiên hà trong Abell 2255, bao gồm các thiên hà Goldfish, Beaver và Embryo — tất cả đều đáng chú ý vì hình dạng méo mó và đuôi vô tuyến dài, kéo dài hơn 200.000 năm ánh sáng.
"Mục tiêu chính của chúng tôi là sử dụng LOFAR-VLBI để phát hiện các sợi có thể có trong đuôi của các thiên hà vô tuyến của Abell 2255, nhằm nghiên cứu các đặc điểm hình thái của chúng và hiểu được nguồn gốc của chúng", thành viên nhóm nghiên cứu và nhà nghiên cứu tại Đại học Bologna, Emanuele De Rubeis cho biết. "Những hiện tượng kiểu này xuất hiện ngày càng thường xuyên hơn nhờ các máy giao thoa kế hiện đại, chẳng hạn như các máy tiền thân của dự án SKA, và mang đến những cơ hội quý giá để nghiên cứu các tính chất từ tính của khí nóng thấm vào cụm sao và các cơ chế tăng tốc hạt."
Các bài viết liên quan:
— Các nhà khoa học lần đầu tiên chụp được 'mạng lưới vũ trụ' dài 3 triệu năm ánh sáng bao quanh 2 thiên hà
— 'Siêu xa lộ' kết nối mạng lưới vũ trụ có thể hé lộ những bí mật về vật chất tối
— Mạng lưới vũ trụ kết nối Taylor Swift và dòng cuối cùng trong 'địa chỉ trên thiên thể' của bạn như thế nào?
Nghiên cứu của nhóm là một phần của cuộc điều tra rộng hơn được thực hiện nhờ những phát triển gần đây trong các kỹ thuật hiệu chuẩn. của dữ liệu LOFAR-VLBI.
"Chúng tôi đã hiệu chuẩn 56 giờ quan sát, chia thành các phiên hàng đêm, mỗi phiên kéo dài khoảng 8 giờ. Dữ liệu thô từ mỗi đêm là khoảng 4 terabyte, nhưng sau khi hiệu chuẩn, khối lượng tăng lên 18 đến 20 terabyte, tổng cộng khoảng 140 terabyte", De Rubeis cho biết. "Tất nhiên, việc hiệu chỉnh dữ liệu và thu được hình ảnh chất lượng cần phải thử nghiệm rất nhiều. Để xử lý hoàn toàn một đêm và tạo ra hình ảnh của tất cả các nguồn, trung bình chúng tôi mất khoảng một tháng."
Nghiên cứu của nhóm đã được công bố vào ngày 10 tháng 6 trên tạp chí Thiên văn học & Vật lý thiên văn.
Abell 2255 là một cụm thiên hà chứa từ 300 đến 500 thiên hà thành phần, nhiều trong số đó đang hợp nhất. Cụm thiên hà này nằm cách Trái đất khoảng 800 triệu năm ánh sáng và trải dài khoảng 16,3 triệu năm ánh sáng. Nhóm nghiên cứu đứng sau nghiên cứu này quan tâm đến cái gọi là "thiên hà vô tuyến" của cụm thiên hà này.
Thiên hà vô tuyến là thiên hà bị chi phối bởi các lỗ đen siêu lớn cung cấp năng lượng, phóng ra các luồng vật chất mạnh mẽ với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng. Cuộc điều tra mới này về Abell 2255 có thể tiết lộ cách các thiên hà vô tuyến tiến hóa và cách các tia do lỗ đen siêu lớn phóng ra tương tác với khí và bụi giữa các thiên hà, một không gian được gọi là môi trường liên thiên hà.
"Những kết quả này mở ra hướng nghiên cứu mới không chỉ về các thiên hà vô tuyến mà còn về các đặc tính của khí thấm vào các cụm thiên hà", Marco Bond, thành viên nhóm nghiên cứu và là nhà nghiên cứu tại Viện Vật lý thiên văn Quốc gia (INAF), cho biết trong một tuyên bố.
Theo đuổi đuôi vô tuyến
Nhóm nghiên cứu đã thu được dữ liệu Abell 2255 của họ bằng kính viễn vọng vô tuyến Mảng tần số thấp châu Âu (LOFAR) ở chế độ Giao thoa kế đường cơ sở rất dài (VLBI). Với 56 giờ quan sát ở tần số vô tuyến 144 MHz, các nhà nghiên cứu đã có thể thu được hình ảnh sâu của cụm thiên hà với độ phân giải góc lên tới 0,3 giây cung.Điều này cho thấy các cấu trúc dạng sợi dài trải dài từ 260.000 đến 360.000 năm ánh sáng. Dài hơn 3 lần chiều rộng của Ngân Hà. Tuy nhiên, độ dày của các sợi này chỉ bằng một phần mười chiều rộng của thiên hà của chúng ta.
Nhóm nghiên cứu này đưa ra giả thuyết rằng các sợi này bắt nguồn từ bên trong các thiên hà vô tuyến của Abell 2255 và bị kéo ra ngoài do chuyển động hỗn loạn bên trong cụm thiên hà. Các sợi này cuối cùng sẽ hòa trộn trong môi trường khí và bụi liên thiên hà trong Abell 2255.
Một trong những thiên hà vô tuyến mà nhóm nghiên cứu tập trung đặc biệt là Thiên hà vô tuyến có đuôi ban đầu, sở hữu đuôi rối và các sợi phong phú, các đặc điểm chưa từng được quan sát chi tiết như vậy trước đây.
Những hình ảnh LOFAR mới cũng tiết lộ các chi tiết chưa từng thấy trước đây của các thiên hà vô tuyến khác các thiên hà trong Abell 2255, bao gồm các thiên hà Goldfish, Beaver và Embryo — tất cả đều đáng chú ý vì hình dạng méo mó và đuôi vô tuyến dài, kéo dài hơn 200.000 năm ánh sáng.
"Mục tiêu chính của chúng tôi là sử dụng LOFAR-VLBI để phát hiện các sợi có thể có trong đuôi của các thiên hà vô tuyến của Abell 2255, nhằm nghiên cứu các đặc điểm hình thái của chúng và hiểu được nguồn gốc của chúng", thành viên nhóm nghiên cứu và nhà nghiên cứu tại Đại học Bologna, Emanuele De Rubeis cho biết. "Những hiện tượng kiểu này xuất hiện ngày càng thường xuyên hơn nhờ các máy giao thoa kế hiện đại, chẳng hạn như các máy tiền thân của dự án SKA, và mang đến những cơ hội quý giá để nghiên cứu các tính chất từ tính của khí nóng thấm vào cụm sao và các cơ chế tăng tốc hạt."
Các bài viết liên quan:
— Các nhà khoa học lần đầu tiên chụp được 'mạng lưới vũ trụ' dài 3 triệu năm ánh sáng bao quanh 2 thiên hà
— 'Siêu xa lộ' kết nối mạng lưới vũ trụ có thể hé lộ những bí mật về vật chất tối
— Mạng lưới vũ trụ kết nối Taylor Swift và dòng cuối cùng trong 'địa chỉ trên thiên thể' của bạn như thế nào?
Nghiên cứu của nhóm là một phần của cuộc điều tra rộng hơn được thực hiện nhờ những phát triển gần đây trong các kỹ thuật hiệu chuẩn. của dữ liệu LOFAR-VLBI.
"Chúng tôi đã hiệu chuẩn 56 giờ quan sát, chia thành các phiên hàng đêm, mỗi phiên kéo dài khoảng 8 giờ. Dữ liệu thô từ mỗi đêm là khoảng 4 terabyte, nhưng sau khi hiệu chuẩn, khối lượng tăng lên 18 đến 20 terabyte, tổng cộng khoảng 140 terabyte", De Rubeis cho biết. "Tất nhiên, việc hiệu chỉnh dữ liệu và thu được hình ảnh chất lượng cần phải thử nghiệm rất nhiều. Để xử lý hoàn toàn một đêm và tạo ra hình ảnh của tất cả các nguồn, trung bình chúng tôi mất khoảng một tháng."
Nghiên cứu của nhóm đã được công bố vào ngày 10 tháng 6 trên tạp chí Thiên văn học & Vật lý thiên văn.