خوشه‌های کهکشانی چگونه با هم ادغام می‌شوند؟

مجله علمی ایلیاد - ستاره‌شناسان با استفاده از شبکه‌ی تلسکوپ آرایه‌ی فرکانس پایین «LOFAR» حجم بزرگی از انتشار رادیویی را کشف کردند که خوشه‌های کهکشانیِ «Abell 0399» و «Abell 0401» را در هم ادغام می‌کند. نتایج حاکی از آن است که میدان‌های مغناطیسی بین کهکشانی Abell 0399 و Abell 0401 را به هم متصل می‌کنند و نظریات تسریع ذره‌ای در محیط میان‌کهکشانی را به چالش می‌کشند.

خوشه‌های کهکشانی شامل ده‌ها و صدها کهکشان در سنین، اشکال و اندازه‌های گوناگون با مقادیر زیادی گاز داغ و ماده‌ی تاریک هستند. آن‌ها معمولأ جرمی حدود یک میلیون میلیارد برابر جرم خورشید دارند. زمانی تصور می‌شد که آن‌ها بزرگترین ساختارها در جهان هستند؛ تا زمانی‌ که در دهه‌ی ۸۰ ابرخوشه‌های حاوی ده‌ها خوشه‌ و گروه کهکشانی با وسعت صدها میلیون سال نوری کشف شدند.

هرچند، خوشه‌ها یک چیز برای چسبیدن دارند؛ ابرخوشه‌ها توسط گرانش بهم نمی‌چسبند، بلکه خوشه‌های کهکشانی هنوز عنوان بزرگترین ساختارهای محدود به گرانش در جهان را به خود اختصاص می‌دهند. در فضای بین خوشه‌های کهکشانی، رشته‌هایی وجود دارد که یک شبکه‌ی کیهانی عظیم را تشکیل می‌دهند.

این خوشه‌ها در محل پیوند رشته‌ها تشکیل می‌شوند و با انباشته‌سازی اجرام کیهانی که با آن‌ها ترکیب می‌شوند، رشد می‌کنند. این امر می‌تواند میدان‌های مغناطیسی و ذرات نسبیتی را در گاز تولید کند. دکتر «فدریکا گوانی» از موسسه‌ی ملی اخترفیزیک و رصدخانه‌ی ستاره‌شناسی دی کاگلیاری و همکارانش از پروژه‌ی LOFAR برای مشاهده‌ی یک پلاسمای رادیویی بین Abell 0399 و Abell 0401 استفاده کردند. این امر حضور یک میدان مغناطیسی و الکترون‌های نسبیتی را در رشته‌ی شبکه‌ی کیهانی که دو خوشه را به هم پیوند می‌دهد، نشان می‌دهد. این ساختار، بزرگتر از آن چیزی است که در مدل‌های استاندارد توضیح داده شده که نشان می‌دهد یک مکانیزم تسریع مجدد ذره‌ای در گاز میان‌کهکشانی وجود دارد.

ستاره‌شناسان می‌گویند: «ما شبیه‌سازی‌هایی را انجام دادیم تا نشان دهیم که مشاهدات با تسریع مجددِ الکترون‌های نسبیتی موجود، از طریق امواجِ شوکِ تولیدشده در لحظه‌ی ادغام قابل توضیح هستند.»

نتایج این تحقیق در مجله‌ی Science منتشر شد.