С помощью рентгеновского телескопа Chandra астрономы обнаружили, что скопление галактик PLCK G287.0+32.9 окружено оболочкой из заряженных частиц, простирающейся на 20 миллионов световых лет — крупнейшее подобное образование из известных науке. Это открытие ставит перед учёными новый вопрос: как частицы в космосе сохраняют энергию на таких колоссальных расстояниях и временных масштабах?

Галактический гигант с необычной «аурой»

Скопление PLCK G287.0+32.9, расположенное в 5 миллиардах световых лет от Земли, было открыто ещё в 2011 году спутником Planck. Оно сразу привлекло внимание астрономов своими огромными размерами и экстремально высокой температурой.

Ранее наблюдения показали, что на краях скопления видны яркие «реликтовые» структуры — следы ударных волн, нагревающих межгалактический газ. Однако новые данные Chandra и радиотелескопов выявили нечто неожиданное: всё скопление светится в радиодиапазоне, причём размер этого свечения примерно в 189 раз превышает диаметр Млечного Пути.

«Мы ожидали увидеть яркие реликтовые структуры по краям, как в других скоплениях, но вместо этого обнаружили, что весь кластер светится», — говорит Камеш Раджпурохит, ведущий автор исследования из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.

Загадка ускорения частиц

Учёные предполагают, что гигантская оболочка из заряженных частиц поддерживается мощными ударными волнами и турбулентностью в горячем газе между галактиками. Однако механизм, который перезаряжает электроны на таких масштабах, остаётся загадкой.

Особенно удивительным оказалось обнаружение радиогало диаметром 11,4 миллиона световых лет в центре скопления. Оно не только рекордно велико, но и впервые обнаружено на частоте 2,4 гигагерца — обычно такие структуры видны только на более низких частотах, поскольку электроны со временем теряют энергию.

«Это значит, что что-то активно ускоряет частицы, но стандартные объяснения не работают. Возможно, дело в гигантских ударных волнах или турбулентности, но нужны новые модели, чтобы это подтвердить», — поясняет Раджпурохит.

Значение открытия для астрономии

До этого открытия самым большим известным облаком заряженных частиц считалось окружение скопления Abell 2255 (16,3 млн световых лет). Новое наблюдение меняет представления о том, как энергия распределяется в крупнейших структурах Вселенной.

Кроме того, изучение этой оболочки может помочь в исследовании космических магнитных полей и их роли в формировании крупномасштабной структуры Вселенной — одной из самых актуальных загадок современной астрофизики.

Исследование было представлено на 246-й встрече Американского астрономического общества 9 июня и опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.