Activación de los radiohalos
En un intento por explicar la existencia de los radiohalos gigantes se han propuesto distintos modelos. Por ejemplo, los protones de los rayos cósmicos pueden acelerarse —igual que los electrones primarios— en los impactos de acreción de los núcleos galácticos activos (AGN). Pero, a diferencia de los electrones primarios, pierden energía con menos eficacia, y por ello aumentan el cúmulo del radiohalo. No obstante, esta hipótesis no justifica las complejas características de los radiohalos gigantes que se han observado. Otra hipótesis es que los electrones energéticos responsables de las emisiones no térmicas tengan su origen en electrones de menor energía que se hayan reacelerado por las turbulencias provocadas por fusiones de cúmulos. Los astrónomos participantes en el proyecto GIANT RADIO HALOS calcularon por primera vez la reaceleración de los electrones de los rayos cósmicos y su emisión de sincrotrones a partir de postulados básicos. Con este propósito definieron un modelo de turbulencia magnetohidrodinámica (MHD) compresible en el medio intracumular. La evolución no lineal del espectro de los rayos cósmicos se reprodujo con una ecuación de Fokker-Planck que describía las propiedades estadísticas del movimiento de las partículas. Para computar la evolución de un espectro de rayos cósmicos fruto de turbulencias, consideraron distribuciones de inclinación y ángulo de partículas isotrópicas y tuvieron en cuenta las pérdidas y ganancias energéticas de las partículas. Mediante simulaciones MHD de fusiones únicas de cúmulos, los astrónomos pudieron seguir la evolución de los espectros de electrones relativistas y las emisiones de radio generadas. La reaceleración simulada bastó para incrementar la emisión total de radio observable en el centro del sistema en un factor superior a cien. La morfología y la cronología de la emisión de radio coincidieron con las de las observaciones de radiohalos gigantes. Si bien la simulación se basó en una suposición muy simple, ha puesto la primera piedra para examinar más a fondo la aceleración turbulenta de los electrones relativistas empleando simulaciones numéricas más avanzadas.
Palabras clave
Radiohalos gigantes, emisiones no térmicas, cúmulos de galaxias, rayo cósmico, magnetohidrodinámico