Eine schwache Radiostrahlung erstreckt sich über etwa 2 Megaparsec um einen Galaxienhaufen – weit über seinen bereits bekannten Halo hinaus.
Der betreffende Haufen trägt den Namen RXC J0528.9−3927. Ein Haufen vereint zahlreiche Galaxien, aber auch große Mengen sehr heißen Gases und dunkler Materie. Die Forschenden beobachteten ihn mit MeerKAT, einem Netz aus Radioteleskopen in Südafrika. Diese Antennen empfangen Radiowellen, die für das menschliche Auge unsichtbar sind.
Kandidaten-Megahalo und Radiohalo
Im Zentrum des Haufens kannten die Astronominnen bereits eine diffuse Radioemission mit einer Ausdehnung von etwa 1,14 Megaparsec. Die neuen Daten enthüllen eine zweite, deutlich schwächere Komponente um diese herum. Sie erreicht einen Durchmesser von etwa 2 Megaparsec, also fast 6,5 Millionen Lichtjahren.
Diese Emission stammt nicht einfach von einzelnen Galaxien. Sie ist diffus und nimmt den Raum zwischen ihnen ein. Radiowellen dieser Art werden von sehr schnellen Elektronen erzeugt, die sich in Magnetfeldern bewegen. Ihre Anwesenheit ermöglicht es daher, die Vorgänge im ausgedehnten Gas des Haufens zu untersuchen.
Um die neue Struktur vom zentralen Halo zu unterscheiden, maßen die Forscherinnen, wie die Radiostrahlung mit zunehmender Entfernung schwächer wird. In den äußeren Regionen verändert sich der Abfall deutlich. Diese Veränderung deutet darauf hin, dass die Randemission eine eigenständige Komponente bilden könnte, anstatt lediglich die Fortsetzung des bereits bekannten Halos zu sein.
Luftaufnahme mehrerer Antennen des Radioteleskops MeerKAT im Karoo in Südafrika.
Quelle: SARAO
Astronominnen und Astronomen bezeichnen solche extrem ausgedehnten Radioemissionen als „Megahalos“. Diese Gruppe wurde erst vor Kurzem mithilfe des europäischen LOFAR-Netzes identifiziert, das bei relativ niedrigen Frequenzen beobachtet. RXC J0528.9−3927 könnte das erste Beispiel sein, das bei 1,28 GHz entdeckt wurde – einer deutlich höheren Frequenz.
Dieser Unterschied ist wichtig, um den Ursprung der Elektronen zu verstehen, die weit vom Zentrum entfernt beobachtet werden. Diese Teilchen verlieren nach und nach ihre Energie und können nicht einfach mehrere Millionen Lichtjahre weit reisen, ohne erneut beschleunigt zu werden. Eine derart großflächige Emission kann daher Aufschluss über die Bewegungen des Gases und die Magnetfelder bis in die äußeren Regionen des Haufens geben.
Dennoch bleiben die Autorinnen vorsichtig: Das Objekt gilt weiterhin als Kandidaten-Megahalo. Tiefere Beobachtungen bei mehreren Frequenzen müssen bestätigen, dass die äußere Emission tatsächlich die erwarteten Eigenschaften besitzt. Sie werden außerdem ermöglichen, ihr Radiospektrum zu messen und den Mechanismus, der diese energiereichen Teilchen aufrechterhält, genauer zu bestimmen.