Enorme wolk van energetische deeltjes gespot rond verre cluster van sterrenstelsels
Astronomen hebben de grootste bekende wolk van energetische deeltjes rond een cluster van sterrenstelsels gevonden: de 20 miljoen lichtjaar grote wolk rond de cluster van sterrenstelsels PLCK G287.0+32.9.
PLCK G287.0+32.9 bevindt zich op een afstand van 5 miljard lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Hydra – Waterslang.
Deze enorme cluster van sterrenstelsels wekt de interesse van astronomen sinds zijn ontdekking in 2022. Eerdere studies ontdekten twee heldere relikwieën – gigantische schokgolven die de randen van de cluster verlichtten. Maar ze misten de enorme, zwakke radiostraling die de ruimte ertussen vult.
Nieuwe radiobeelden onthullen dat de hele cluster gehuld is in een zwakke radiostraling, bijna 20 keer de diameter van de Melkweg, wat suggereert dat er iets veel groters en krachtigers aan het werk is.
De onderzoekers verwachtten een paar heldere relikwieën aan de randen van de cluster, wat overeen zou komen met eerdere waarnemingen, maar in plaats daarvan vonden ze de hele cluster gloeiend in radiolicht.
Nog nooit eerder is een wolk van energetische deeltjes van deze omvang waargenomen in deze cluster of in welke cluster dan ook. De vorige recordhouder – rond de cluster Abell 2255 – beslaat ongeveer 16,3 miljoen lichtjaar.
Diep in het centrale deel van de cluster ontdekten de onderzoekers een radiohalo van ongeveer 11,4 miljoen lichtjaar in doorsnede. Dit was de eerste keer dat deze omvang werd waargenomen op 2,4 GHz, een radiofrequentie waar halo’s van deze omvang normaal gesproken niet zichtbaar zijn.
De bevindingen roepen vragen op bij het team, omdat ze sterk bewijs leveren voor de aanwezigheid van kosmische straling, elektronen en magnetische velden die zich uitstrekken tot aan de rand van clusters.
Het blijft echter onduidelijk hoe deze elektronen over zulke grote afstanden zijn versneld.
Zeer uitgestrekte halo’s zijn meestal alleen zichtbaar op lagere frequenties, omdat de elektronen die ze produceren energie hebben verloren – ze zijn oud en in de loop der tijd afgekoeld.
Met de ontdekking van deze enorme halo zien ze nu radiostraling die zich uitstrekt tussen de gigantische schokgolven en zelfs daarbuiten en de hele cluster vult.
Dat suggereert dat iets de elektronen actief versnelt, of opnieuw versnelt, maar geen van de gebruikelijke verdachten is van toepassing.
De onderzoekers denken dat gigantische schokgolven of turbulentie hiervoor verantwoordelijk zouden kunnen zijn, maar ze hebben meer theoretische modellen nodig om een definitief antwoord te vinden.
De ontdekking biedt onderzoekers een nieuwe manier om kosmische magnetische velden te bestuderen – een van de belangrijkste onbeantwoorde vragen in de astrofysica – die hen zou kunnen helpen begrijpen hoe magnetische velden het heelal op grootste schaal vormgeven.
Volgens de onderzoekers beginnen ze het heelal op manieren te zien die ze voorheen nooit konden end at betekent dat ze opnieuw moeten nadenken over hoe energie en materie zich door de grootste structuren bewegen.
Waarnemingen met de Chandra röntgentelescoop onthullen een doosvormige structuur, een komeetachtige staart en verschillende andere opvallende kenmerken in het hete gas van de cluster, wat suggereert dat de cluster sterk verstoord is.
Sommige van deze röntgenverschijnselen komen overeen met radiodetecteerde structuren, wat wijst op gigantische schokken en turbulentie, veroorzaakt door samensmeltingen die elektronen versnellen of opnieuw versnellen.
In het centrum van de cluster kunnen sommige van deze verschijnselen worden veroorzaakt door een samensmelting van twee kleinere clusters van sterrenstelsels, of door uitbarstingen van een superzwaar zwart gat, of beide.
Eerste publicatie: 11 juni 2025
Bron: sci-news
