Новое исследование объясняет природу призрачных радиореликтов во Вселенной

В конце 2025 года было опубликовано исследование, предлагающее объяснение феномена так называемых «радиореликтов» — гигантских, дугообразных структур, простирающихся на миллионы световых лет в космическом пространстве. Эти реликты представляют собой обширные ленты диффузного радиоизлучения, которые возникают в результате ударных волн, порождаемых при столкновении скоплений галактик. Ударные волны ускоряют электроны почти до скорости света, что и вызывает свечение.

Документ, подготовленный исследовательской группой из Лейбницевского института астрофизики Потсдама (AIP) в Германии, был принят к публикации в журнале «Astronomy & Astrophysics» в ноябре 2025 года. Прорыв основан на применении командой высокоточных космологических симуляций с использованием многомасштабного подхода. Это позволило воссоздать рождение и эволюцию аномальных структур, связав физику массивных скоплений галактик с поведением электронов, вращающихся вокруг магнитных полей, преодолевая разницу в масштабах в триллион раз. В рамках моделирования было изучено слияние двух скоплений, где одно было примерно в 2,5 раза массивнее другого, что привело к возникновению дугообразных ударных волн протяженностью около 7 миллионов световых лет.

Исследование выявило несколько ключевых несоответствий, долгое время ставивших в тупик астрономию: магнитные поля в реликтах оказались сильнее, чем предсказывали теории, а измерения ударных волн были противоречивы — слишком сильные в радиодиапазоне и слишком слабые в рентгеновском. Скопления галактик, являющиеся крупнейшими гравитационно-связанными структурами во Вселенной, высвобождают при столкновениях энергию, не наблюдавшуюся со времен Большого взрыва.

Первый вывод команды AIP заключается в том, что аномально сильные магнитные поля возникают в результате взаимодействия основной ударной волны с более мелкими ударными волнами, вызванными падением холодного газа из космической паутины. Это взаимодействие сжимает плазму в плотный слой, который затем сталкивается с меньшими газовыми сгустками, генерируя турбулентность, скручивающую и сжимающую силовые линии магнитного поля до наблюдаемых высоких значений. Соавтор исследования, профессор Кристоф Пфроммер, отметил, что этот механизм турбулентности является ключом к объяснению магнитной интенсивности реликтов.

Второе важное заключение касается радио/рентгеновской несогласованности: ударные фронты неоднородны. Именно локализованные, наиболее сильные участки фронта генерируют основную часть радиосигнала, в то время как рентгеновские телескопы измеряют более низкое глобальное среднее значение по всей площади фронта. Таким образом, сильные локальные области доминируют в радиоизлучении, тогда как рентгеновские данные отражают усредненную, более слабую картину, что снимает противоречие с необходимостью ускорения электронов. Работа, ведущим автором которой является доктор Джозеф Уиттингем, закладывает прочный фундамент для понимания ускорения электронов в этих экстремальных космических средах.