À l’aide du satellite XMM-Newton de l’ESA et du Low-Frequency Array (LOFAR), une équipe d’astronomes européens a exploré un amas de galaxies connu sous le nom de PSZ2G113.91-37.01 (ou G113 en abrégé). Résultats de la campagne d’observation, présentés dans un article publié le 5 octobre sur le serveur de pré-impression arXivéclairent davantage les propriétés et la nature de ce cluster.
Les amas de galaxies contiennent jusqu’à des milliers de galaxies liées entre elles par la gravité. Ils se forment par accrétion de masse et par chute de sous-structures plus petites et constituent les plus grandes structures liées gravitationnellement connues dans l’univers. Ils pourraient donc constituer d’excellents laboratoires pour étudier l’évolution et la cosmologie des galaxies.
Découvert en 1999, G113 est un amas de galaxies avec un redshift de 0,371. Il a une masse d’environ 758 000 milliards de masses solaires, un rayon d’environ 4 millions d’années-lumière, et est connu pour héberger un halo radio et deux reliques radio. G113 est un amas peu étudié qui n’a encore été observé par aucun satellite majeur à rayons X.
Un groupe d’astronomes dirigé par Maria Giulia Campitiello de l’Université de Bologne en Italie a décidé de changer cela. Ils ont étudié le G113 dans les rayons X dans le cadre du projet Cluster HEritage avec XMM-Newton : Mass Assembly and Thermodynamics at the Endpoint of structure formation (CHEX-MATE). Leur étude a été complétée par des images du LOFAR Two-meter Sky Survey-Data release 2 (LoTSS-DR2).
Les observations ont révélé que G113 subit une fusion le long de l’axe nord-sud et ont confirmé la présence d’un halo radio dans la région centrale et de deux reliques radio. Les reliques se sont avérées perpendiculaires à l’axe de fusion : l’une est située dans la région nord et l’autre dans la région sud.
Sur la base des données radiographiques, les astronomes ont identifié une discontinuité de luminosité en surface dans la région nord de G113. Une analyse plus approfondie de cette discontinuité leur a permis de la classer comme front froid. De plus, la carte des températures a également révélé la présence d’une autre région froide, située dans la partie sud du cluster.
L’étude a révélé que la région du halo a une valeur d’indice spectral moyen d’environ -1,15 et un écart type associé de 0,23. Les résultats suggèrent également un aplatissement du profil spectral sur le front nord de la relique nord, ce qui pourrait être causé par des particules accélérées par un choc se déplaçant vers l’extérieur.
En outre, les chercheurs ont mené une analyse point à point des émissions de rayons X et radio à la fois dans le halo et dans les régions reliques nord de G113, trouvant une forte corrélation pour le halo et une anti-corrélation pour la relique. La découverte est cohérente avec les études précédentes.
Résumant les résultats, les auteurs de l’article proposent d’autres observations afin de déterminer les processus physiques à l’origine de cette corrélation et anti-corrélation.
Plus d’information:
MG Campitiello et al, Une analyse combinée LOFAR et XMM-Newton du cluster perturbé PSZ2G113.91-37.01, arXiv (2023). DOI : 10.48550/arxiv.2310.03645
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