Allumer les halos radios
Plusieurs modèles ont été proposés pour expliquer la présence de ces halos radios géants. Des rayons cosmiques de protons, comme ceux des électrons primaires, pourraient par exemple, être accélérés lors du choc d'accrétion des noyaux galactiques actifs. Mais contrairement aux électrons primaires, ceux-ci perdraient leur énergie de manière moins efficace en donnant naissance à un halo radio. Ce modèle n'explique cependant pas toute la complexité des caractéristiques des halos radios géants observés. Une deuxième possibilité serait que les électrons hautement énergétiques responsables de ces émissions non thermiques proviennent d'électrons de basse énergie qui seraient ré-accélérés par les turbulences générées par la fusion des amas galactiques. Les astronomes du projet GIANT RADIO HALOS ont calculé pour la première fois la ré-accélération des électrons cosmiques et leur rayonnement synchrotron en partant de ces principes fondamentaux. Ils ont pour ce faire, défini un modèle de turbulence magnétohydrodynamique compressible dans un milieu intra-amas. L'évolution non linéaire du spectre des rayons cosmiques a été reproduite par l'équation de Fokker-Planck qui décrit les propriétés statistiques du mouvement particulaire. Pour calculer l'évolution du spectre des rayons cosmiques provenant de la turbulence, les chercheurs ont considéré la distribution isotrope de l'angle d'inclinaison des particules et pris en compte les pertes et les gains d'énergie. La simulation magnétohydrodynamique d'une seule fusion d'amas a permis aux astronomes de suivre l'évolution des spectres d'électrons relativistes et l'émission radio générée. Cette ré-accélération simulée s'est révélée suffisante pour booster l'émission radio observable du centre du système d'un facteur supérieur à 100. La morphologie et la chronologie de l'émission radio résultante est parfaitement compatible avec celle observée pour les halos radios géants. Même si cette simulation s'appuie sur une hypothèse très simple, elle ouvre la voie pour des études plus détaillées de l'accélération des électrons relativistes en utilisant des simulations numériques plus approfondies.