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Campo magnético do aglomerado de galáxias reconstruído pela primeira vez com mapa astronômico recorde
Pela primeira vez, os astrónomos reconstruíram o campo magnético de um aglomerado inteiro de galáxias, desde o seu núcleo central até aos seus limites exteriores.
O feito recorde é o produto das observações mais profundas de sempre do aglomerado de galáxias Abell 2255, localizado a cerca de mil milhões de anos-luz de distância — e essas observações são graças ao radiotelescópio europeu LOFAR (Low Frequency Array).
Abel 2255 é conhecido há muito tempo por sua complexidade em ondas de rádio. Suas vastas e difusas emissões de rádio são criadas por partículas chamadas elétrons que correm em velocidades próximas da luz, ou relativísticas, e interagem com campos magnéticos de galáxias no aglomerado. Assim, usar Abell 2255 como laboratório cósmico para estudar o universo em ondas de rádio poderia levar os cientistas a uma melhor compreensão de como os campos magnéticos surgem e evoluem. Essas observações também poderiam ajudar a traçar um quadro da dinâmica do gás quente em aglomerados de galáxias. Isto poderia revelar como as maiores estruturas do universo são construídas.
Como parte do LOFAR Projeto Galaxy Cluster Ultra-Deep Field, este A equipe usou 224 horas de coleta de imagens de rádio para descobrir que a distribuição de campos magnéticos de grande escala em Abell 2255 (que se estende por vários milhões de anos-luz) não é distribuída aleatoriamente. Em vez disso, estes campos magnéticos parecem ser organizados pelo movimento do gás que ocorreu durante a formação deste aglomerado galáctico.
“Obter imagens muito sensíveis de aglomerados de galáxias em comprimentos de onda de rádio é crucial para entender como os elétrons são acelerados a velocidades relativísticas e os campos magnéticos são amplificados em grandes escalas cósmicas”, disse o líder da equipe Andrea Botteon, do Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF), em um comunicado. “A complexidade destes estudos deve-se à elusividade do sinal de rádio dos eletrões que se movem em campos magnéticos muito fracos. Acreditamos que o mecanismo que ‘liga’ estas gigantescas emissões de rádio está ligado ao processo de formação de enxames de galáxias.”
Botteon acrescentou que para esta investigação ele e os seus colegas combinaram as observações de rádio mais profundas alguma vez feitas com uma técnica inovadora de análise de dados que lhes permitiu reconstruir pela primeira vez a forma do campo magnético de um aglomerado de galáxias.
“A coerência das linhas do campo magnético observadas em algumas regiões do aglomerado sugere que a morfologia do campo está intimamente ligada à dinâmica do gás em que reside, onde pode ser ‘esticado’ ou ‘comprimido’ pelos movimentos associados à formação do próprio aglomerado”, disse Botteon.
Esta análise revelou que, em algumas regiões, os campos magnéticos seguem direções muito específicas, estendendo-se radialmente ao longo de extensas emissões de rádio. Em contraste com isto, em regiões dominadas por ondas de choque, os campos magnéticos são orientados em tangentes. Isto sugere que os campos magnéticos em Abell 2255 são criados pela mesma dinâmica que permite que os aglomerados agreguem gás e cresçam.
Isto serve como a primeira evidência observacional de que os mesmos mecanismos que permitem que as galáxias cresçam e se agrupem, criando o maiores estruturas do universotambém moldam seus campos magnéticos.
A pesquisa da equipe foi aceita para publicação na revista Astronomy & Astrophysics e está disponível como um artigo pré-revisado por pares no site do repositório arXiv.
