Jauns pētījums atrisinājis senas mīklas par milzīgajām radio arkām, kas veidojas galaktiku kopu sadursmju laikā un stiepjas miljoniem gaismas gadu.
Galaktiku kopu sadursmju rezultātā kosmosā paliek milzīgas, spokainas arkas — izkliedēta radio starojuma joslas, kas stiepjas miljoniem gaismas gadu. Šīs savādās struktūras izraisa trieciena viļņi, kas paātrina elektronus līdz gandrīz gaismas ātrumam, un zināmas kā “radio relikti”. Līdz šim šo dīvaino struktūru fiziku bija grūti izskaidrot. Par pētījumu, kas publicēts priekšdrukas serverī arXiv, ziņo Space.
Iepriekš, izmantojot kosmiskos teleskopus, astronomi atklāja, ka arku formas struktūrās pastāv magnētiskie lauki, kas ir daudz spēcīgāki, nekā paredz teorētiskie modeļi. Tāpat noskaidrots, ka trieciena viļņi galaktiku kopu sadursmju laikā šķiet dažādas intensitātes atkarībā no tā, vai tie mērīti radio vai rentgenstaru diapazonā. Rentgena mērījumi liecināja, ka trieciena viļņi ir pārāk vāji, lai vispār paātrinātu elektronus, tādēļ nebija skaidrs, kā varētu veidoties radio relikti. Tagad astrofiziķi beidzot atrisinājuši šīs nesakritības.
Zinātnieki izmantoja plaša mēroga modelēšanu, lai izpētītu šo dīvaino struktūru veidošanos un evolūciju. Tika radīti galaktiku kopu sadursmju modeļi, kas aptver miljardiem gadu, un tas ļāva izprast radio arkām raksturīgo neparasto fiziku.
Pētījumā simulēta divu masīvu galaktiku kopu sadursme, kuras rezultātā veidojās milzīgi, arku veida trieciena viļņi, kas aptver gandrīz 7 miljonus gaismas gadu.
Pēc tam pētnieki detalizēti analizēja viena trieciena viļņa mijiedarbību ar turbulento galaktiku kopu nomalēm, modelējot elektronu paātrināšanu trieciena viļņa priekšā un sagaidāmo radio starojumu.
Pētījums parādīja, ka, trieciena viļņiem virzoties uz āru caur galaktiku kopu, tie galu galā saskaras ar citiem trieciena viļņiem, kurus rada aukstais gāzes plūdums telpā starp kopām. Šīs sadursmes rezultātā veidojas saspiests, blīvs gāzes slānis, kas mijiedarbojas ar mazākām gāzes struktūrām, izraisot kosmisko virpuļošanu. Šis process pastiprina magnētisko lauku — un tas saskan ar novērojumiem.
Astrofiziķi arī noskaidroja, ka, trieciena viļņiem šķērsojot blīvas gāzes kopas, atsevišķas trieciena viļņa priekšējās daļas strauji pastiprinās un kļūst daudz efektīvākas elektronu paātrināšanā. Šīs intensīvākās zonas spilgtāk redzamas radio diapazonā nekā rentgenstaros, kas arī atbilst reālajiem novērojumiem.
Turklāt pētnieki secināja, ka patiesībā lielāko daļu radio starojuma rada tikai visspēcīgākās trieciena viļņa priekšējās daļas.
