В скоплении галактик Волосы Вероники, на расстоянии около 320 миллионов световых лет от нас, раскинулось невидимое для глаза облако. Оно светится в радиодиапазоне — это радиоореол, гигантское скопление заряженных частиц, разогнанных почти до скорости света. Астрономы давно наблюдают его, но на частоте 4,8 гигагерца поймать сигнал не удавалось: он тонул в помехах от земных передатчиков и собственного излучения далёких галактик.
Теперь команда под руководством Рашида Сюняева использовала Сардинский радиотелескоп — тарелку диаметром 64 метра, спрятанную в горах на острове Сардиния. После тщательной чистки данных от радиопомех и вклада отдельных галактик, а также поправки на эффект Сюняева — Зельдовича (когда горячий газ скопления слегка искажает реликтовое излучение), сигнал проявился с уверенностью выше трёх сигм. Поток излучения составил 61±11 миллиянских — это как если бы на расстоянии Луны светила лампочка мощностью в несколько милливатт, рассеянная по площади целого созвездия.
Сравнив новый результат с данными на частоте 6,6 гигагерца, учёные вычислили спектральный индекс α≈1,17 (где поток падает с частотой как ν^(-α)). Это значит, что между 4,8 и 6,6 ГГц излучение затухает медленнее, чем между 1,4 и 4,8 ГГц. Такое поведение похоже на турбулентное переускорение частиц, но с одним условием: исходные электроны должны иметь спектр, тянущийся до очень высоких энергий. Откуда им взяться? Один из вариантов — непрерывная подпитка от аннигиляции частиц тёмной материи. Если это так, радиоореол может стать косвенным детектором невидимой субстанции, из которой состоит четверть Вселенной.
Так облако в скоплении Волос Вероники, которое когда-то считали просто шумом, превращается в природную лабораторию. Оно рассказывает о магнитных полях, турбулентности и, возможно, о природе тёмной материи. Следующий шаг — наблюдения на ещё более высоких частотах, чтобы понять, где именно ломается спектр и что питает этот гигантский космический ореол.
Радиоореол в скоплении Волос Вероники настолько огромен, что свету требуется несколько миллионов лет, чтобы пересечь его из конца в конец.