Les plus grands objets gravitationnellement liés dans l'univers sont des amas de galaxies qui se forment à l'intersection des filaments de la toile cosmique. Ces entités sont façonnées et se développent à travers des collisions massives alors que la matière s'écoule dans leur attraction gravitationnelle. Au cœur de certains amas de galaxies se trouvent des mini-halos radio mystérieux et peu connus. Ces rares, Dispersé, et les sources radio à spectre raide (plus brillantes aux basses fréquences) entourent une radiogalaxie centrale brillante et sont très lumineuses aux longueurs d'onde radio.

Le Dr Tracy Clarke étudie ce phénomène, un radioastronome à la section Radioastrophysique et détection du Laboratoire de recherche navale des États-Unis (NRL) et co-auteur de recherches sur le sujet intitulé, "Des observations VLA 230-470 [megahertz] profondes du mini-halo dans l'amas de Persée." Elle travaille en collaboration avec l'Observatoire national de radioastronomie (NRAO), l'équipe de recherche utilise le très grand réseau Karl G. Jansky (JVLA) amélioré pour scruter l'amas de galaxies de la constellation de Persée, 250 millions d'années-lumière de la Terre.

"En 2011, une mise à niveau des récepteurs du JVLA a sacrifié la capacité de l'observatoire à fonctionner à des fréquences comprises entre 30 MHz et 300 MHz », a déclaré Clarke. « Cependant, en 2013, les 27 antennes de 25 mètres du JVLA ont été équipées de nouveaux récepteurs, fournissant la bande passante nécessaire à ces observations.

Selon Clarke, l'amas de Persée est l'un des objets les plus massifs de l'univers connu, contenant des milliers de galaxies immergées dans un vaste nuage de gaz de plusieurs millions de degrés et abrite un mini-halo. On pense que les systèmes de mini-halo offrent une fenêtre sur la turbulence autrement insaisissable provoquée par des fusions mineures entre des amas de galaxies et des systèmes moins massifs.

Financé par le LNR, les nouveaux récepteurs basse fréquence à large bande ont élargi la bande passante du récepteur VHF/UHF de 300-340 MHz à 230-470 MHz, augmentant considérablement la sensibilité du télescope. Les nouvelles installations JVLA ont également produit un ordre de grandeur de qualité d'image plus profonde que les données haute fidélité précédentes, qui permet de voir clairement les émissions de mini-halo dans la gamme 270-430 MHz.

"Globalement, le JVLA récemment mis à niveau a permis une percée dans la radioastronomie en fournissant un radiotélescope avec une sensibilité sans précédent, résolution, et capacités d'imagerie, " a déclaré Julie Hlavacek-Larrodo, Astrophysicien de l'Université de Montréal et auteur principal de l'article. "Les nouvelles images JVLA de l'amas Perseus démontrent les capacités uniques et à la pointe de la technologie que ce télescope offre à la communauté."

Les observations JVLA profondes de l'amas de Persée, combiné avec les propriétés du cluster, offrir aux chercheurs une opportunité unique d'étudier des structures de mini-halos. Auteur principal Marie-Lou Gendron-Marsolais, doctorat étudiante à l'Université de Montréal note, « Les résultats démontrent la sensibilité des nouveaux récepteurs basse fréquence JVLA, ainsi que la nécessité d'approfondir, des images radio haute fidélité de mini-halos en grappes pour tracer des structures complexes et mieux comprendre leur origine. »

Reconnaissant la puissance du nouveau récepteur VHF/UHF, NRL souhaitait améliorer la disponibilité de cette nouvelle ressource. En 2014, Les chercheurs du NRL et du NRAO ont travaillé au développement de l'expérience ionosphérique et transitoire à bande basse VLA (VLITE) pour exploiter les nouveaux récepteurs basse fréquence à large bande et se greffer sur l'infrastructure de 300 millions de dollars du JVLA.

"Le flux de données de ce nouveau système peut être exploité pour élargir notre compréhension d'objets tels que ces mini-halos tout en fournissant en même temps une surveillance en temps réel des conditions météorologiques ionosphériques dans le sud-ouest des États-Unis, " a déclaré Clarke.

Maintenant, VLITE est en cours d'extension (eVLITE) pour plus que doubler le nombre de lignes de base des 45 lignes de base d'origine à 104 et devrait être pleinement opérationnel d'ici la fin août 2017. L'expansion, à ce jour, a apporté un total de 66 lignes de base à VLITE.

Les astronomes utilisent VLITE pour un large éventail d'astrophysique, qui comprend l'exploration du ciel pour des rafales d'ondes radio de courte durée. Ce type de recherche continue de prendre de l'importance, étant donné qu'un petit nombre de ces événements ont conduit les astronomes à soupçonner que des phénomènes encore non découverts dans l'univers pourraient être à l'origine de nombreux sursauts aussi puissants.