巨大的等離子體噴流揭示了遠在天邊的畸形磁場
射電望遠鏡圖像為研究數百萬光年外的星系團的磁場提供了一種新的方法。得益於射電望遠鏡和超級計算機模擬的幫助,研究人員首次在6億光年外的一個巨大星系團中觀察到與磁場相互作用的等離子體噴流。這些發現發表在《自然》雜誌上,可以幫助澄清這種星系團是如何演變的。
星系團可以包含多達數千個被引力束縛在一起的星系。Abell 3376是一個巨大的星系團,它是兩個子星系團之間激烈碰撞的結果。人們對存在於這個星系團和類似星系團中的磁場知之甚少。
名古屋大學天體物理學家Tsutomu Takeuchi說:”一般來說,很難直接檢查星系團內的磁場結構,我們的結果清楚地表明了長波長無線電觀測如何能夠幫助探索這種相互作用。”
一個國際科學家團隊一直在使用南非北開普省的MeerKAT射電望遠鏡來了解更多關於阿貝爾3376的巨大磁場。該望遠鏡的一個非常高分辨率的圖像顯示了一些出乎意料的發現:由該星團中的一個超大質量黑洞發出的等離子體噴流在向外延伸到326156光年以外的距離時彎曲形成一個獨特的T形。這個黑洞位於MRC 0600-399星系中,它靠近Abell 3376的中心。
研究小組將他們的MeerKAT射電望遠鏡數據與歐洲航天局空間望遠鏡XXM-牛頓的X射線數據相結合,發現等離子體噴射彎曲發生在MRC 0600-399所在的亞星系的邊界。
“這告訴我們,來自MRC 0600-399的等離子體噴流正在與受熱氣體中的某些東西相互作用,這些氣體被稱為星系團內介質,存在於阿貝爾3376的星系之間,”Takeuchi解釋說。
為了弄清楚發生了什麼,研究小組使用位於日本國家天文台的世界上最強大的天文計算領域的超級計算機ATRUI II進行了三維”磁流體動力學”模擬。
模擬結果顯示,由MRC 0600-399黑洞發出的噴射流最終到達星系亞團邊界並與磁場發生作用。噴射流壓縮了磁場線並沿著它們移動,形成了特有的T型。
這是科學界首次發現星系團等離子體噴流與星系團內磁場之間的互動。
一個國際團隊剛剛開始建造計劃中的世界上最大的射電望遠鏡,稱為平方公里陣列(SKA)。而像SKA這樣的新設施有望揭示宇宙磁力的作用和起源,甚至幫助我們了解宇宙是如何演變的。而最新的研究就是一個很好的例子,它說明了射電觀測的威力,這是天文學的前沿陣地之一。