p A relíquia nos arredores do aglomerado de galáxias CIZA J2242 + 53, chamada de „Salsicha“ devido à sua forma, está localizado a uma distância de cerca de dois bilhões de anos-luz de nós. As curvas de nível mostram a intensidade da emissão de rádio em um comprimento de onda de 3 cm, observado com o radiotelescópio Effelsberg de 100 m. As cores representam a distribuição de intensidade de rádio polarizada linearmente no comprimento de onda escolhido, em unidades de Milli-Jansky por feixe de telescópio. Os traços curtos indicam a orientação do campo magnético. A fonte brilhante na parte inferior é uma rádio galáxia que pertence ao mesmo aglomerado de galáxias. Crédito:© M. Kierdorf et al., A&A 600, A18
p Astrônomos de Bonn e Tautenburg, na Turíngia (Alemanha), usaram o radiotelescópio de 100 m em Effelsberg para observar vários aglomerados de galáxias. Nas bordas dessas grandes acumulações de matéria escura, sistemas estelares (galáxias), gás quente, e partículas carregadas, eles encontraram campos magnéticos excepcionalmente ordenados em distâncias de muitos milhões de anos-luz. Isso os torna os campos magnéticos mais extensos do universo conhecidos até agora. p Os resultados serão publicados no dia 22 de março na revista.
Astronomia e Astrofísica .
p Os aglomerados de galáxias são as maiores estruturas gravitacionalmente ligadas no universo. Com uma extensão típica de cerca de 10 milhões de anos-luz, ou seja, 100 vezes o diâmetro da Via Láctea, eles hospedam um grande número desses sistemas estelares, junto com o gás quente, Campos magnéticos, partículas carregadas, embutido em grandes halos de matéria escura, cuja composição é desconhecida. A colisão de aglomerados de galáxias leva a uma compressão de choque do gás quente do aglomerado e dos campos magnéticos. As características semelhantes a arco resultantes são chamadas de "relíquias" e se destacam por sua emissão de rádio e raios-X. Desde sua descoberta em 1970 com um radiotelescópio perto de Cambridge / Reino Unido, relíquias foram encontradas em cerca de 70 aglomerados de galáxias até agora, mas é provável que existam muitos mais. Eles são mensageiros de enormes fluxos de gás que continuamente moldam a estrutura do universo.
p As ondas de rádio são excelentes rastreadores de relíquias. A compressão de campos magnéticos ordena as linhas de campo, que também afeta as ondas de rádio emitidas. Mais precisamente, a emissão torna-se linearmente polarizada. Este efeito foi detectado em quatro aglomerados de galáxias por uma equipe de pesquisadores do Instituto Max Planck de Radioastronomia em Bonn (MPIfR), o Argelander Institute for Radio Astronomy da University of Bonn (AIfA), o Observatório Estadual da Turíngia em Tautenburg (TLS), e colegas em Cambridge / EUA. Eles usaram o radiotelescópio de 100 m do MPIfR perto de Bad Münstereifel-Effelsberg nas colinas Eifel em comprimentos de onda de 3 cm e 6 cm. Esses comprimentos de onda curtos são vantajosos porque a emissão polarizada não é diminuída ao passar pelo aglomerado de galáxias e nossa Via Láctea. A Fig.1 mostra o caso mais espetacular.
p O radiotelescópio de 100 m perto de Bad Münstereifel-Effelsberg. As observações de emissão de rádio polarizada de aglomerados de galáxias foram realizadas com este telescópio em comprimentos de onda de 3 e 6 cm. Crédito:© Norbert Junkes / MPIfR
p Relíquias linearmente polarizadas foram encontradas nos quatro aglomerados de galáxias observados, em um caso pela primeira vez. Os campos magnéticos são de força semelhante aos da Via Láctea, enquanto os graus medidos de polarização de até 50% são excepcionalmente altos, indicando que a emissão se origina em um campo magnético extremamente ordenado. "Descobrimos os maiores campos magnéticos ordenados do universo até agora, estendendo-se por 5-6 milhões de anos-luz ", diz Maja Kierdorf da MPIfR Bonn, o líder do projeto e primeiro autor da publicação. Ela também escreveu sua dissertação de mestrado na Universidade de Bonn sobre este assunto. Para este projeto, o co-autor Matthias Hoeft de TLS Tautenburg desenvolveu um método que permite determinar o "número de Mach", ou seja, a razão da velocidade relativa entre as nuvens de gás em colisão e a velocidade do som local, usando o grau de polarização observado. Os números de Mach resultantes de cerca de dois nos dizem que os aglomerados de galáxias colidem com velocidades de cerca de 2.000 km / s, que é mais rápido do que anteriormente derivado de medições da emissão de raios-X.
p As novas observações do telescópio Effelsberg mostram que o plano de polarização da emissão de rádio das relíquias gira com o comprimento de onda. Este "efeito de rotação Faraday", em homenagem ao físico inglês Michael Faraday, indica que campos magnéticos ordenados também existem entre os aglomerados e, junto com gás quente, causar a rotação do plano de polarização. Esses campos magnéticos podem ser ainda maiores do que os próprios aglomerados.
p "O radiotelescópio Effelsberg provou mais uma vez ser um instrumento ideal para detectar campos magnéticos no universo", enfatiza o coautor Rainer Beck da MPIfR, que trabalha neste tópico há mais de 40 anos. "Agora podemos pesquisar sistematicamente campos magnéticos ordenados em aglomerados de galáxias usando ondas de rádio polarizadas."
