NASA objevila vlnu horkého plynu větší než Mléčná dráha valící se kupou galaxií Perseus. Tento rentgenový snímek je výsledkem 16denního pozorování na rentgenové observatoři Chandra. Obrázek byl filtrován, aby byly lépe vidět detaily. Poděkování: Goddard Space Flight Center NASA / Stephen Walker a kol.
Mezinárodní tým vědců objevil obrovskou vlnu horkého plynu valící se skrz kupu galaxií Perseus. Vlna je obří verze toho, co se nazývá a Kelvin-Helmholtzova vlna . Vznikají, když se dvě tekutiny protínají různými rychlostmi: například když vítr fouká přes vodu.
V tomto případě byla vlna způsobena malou kupou galaxií Shluk Perseus a spustil řetězec událostí trvající miliardy let. Nálezy se objevují v a papír v červnovém čísle časopisu 2017 Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti .
'Vlna, kterou jsme identifikovali, je spojena s průletem menší hvězdokupy, což ukazuje, že fúze, která vytvořila tyto obří struktury, stále pokračuje.' – Stephen Walker, Goddardovo středisko pro vesmírné lety NASA.
„Perseus je jednou z nejhmotnějších blízkých hvězdokup a nejjasnější v rentgenovém záření, takže data z Chandry nám poskytují nesrovnatelné detaily,“ řekl vedoucí vědec Stephen Walker z Goddard Space Flight Center NASA v Greenbeltu v Marylandu. 'Vlna, kterou jsme identifikovali, je spojena s průletem menší hvězdokupy, což ukazuje, že fúze, která vytvořila tyto obří struktury, stále pokračuje.'
Kupa galaxií Perseus, známá také jako Abell 426, je vzdálená 240 milionů světelných let a její průměr je asi 11 milionů světelných let. Je to jeden z nejhmotnějších objektů, které známe, a je pojmenován po souhvězdí Persea, které se objevuje ve stejné části oblohy.
Kupy galaxií jsou největší gravitačně vázané objekty ve vesmíru. Většina pozorovatelné hmoty v kupách galaxií je plyn. Ale plyn je super horký – desítky milionů stupňů horký – což znamená, že vyzařuje rentgenové záření.
Rentgenová pozorování Persea odhalila několik rysů a struktur v plynové struktuře kupy. Některé z nich jsou bublinovité útvary způsobené supermasivní černou dírou (SMBH). NGC 1275 , centrální galaxie kupy Perseus. Další z těchto funkcí je známá jako „zátoka“. Zátoka je konkávní prvek, který nemohl být vytvořen SMBH.
Tento snímek z HST ukazuje NGC 1275, supermasivní černou díru ve středu hvězdokupy Perseus. NGC 1275 nemohla být zodpovědná za „záliv“ nalezený v Perseu. Obrázek: NASA, ESA a Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration – http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2008/28/image/a/, Public Domain, https: //commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4634173
Zátoka je hádankou, protože neprodukuje žádné emise, které by se očekávaly od něčeho tvořeného SMBH. Zátoka také neodpovídá modelům, jak by se měl plyn v této situaci chovat.
Vedoucím vědcem za studií je Stephen Walker z NASA Goddard Space Flight Center . Walker se otočil k rentgenová observatoř Chandra pomoci vyřešit tuto hádanku. Stávající snímky hvězdokupy Perseus z Chandry byly filtrovány, aby byly zvýrazněny okraje struktur a aby byly všechny jemné detaily viditelnější.
Tyto filtrované a zpracované snímky byly poté porovnány s počítačovými simulacemi slučování kup galaxií. John ZuHone, astrofyzik z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, vytvořil online katalog těchto simulací.
'Fúze klastrů galaxií představují nejnovější fázi formování struktury ve vesmíru.' -John ZuHone, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
„Fúze klastrů galaxií představují nejnovější fázi formování struktury ve vesmíru. Hydrodynamické simulace slučování shluků nám umožňují vytvářet prvky v horkém plynu a ladit fyzikální parametry, jako je magnetické pole. Pak se můžeme pokusit porovnat detailní charakteristiky struktur, které pozorujeme v rentgenovém záření.“ -John ZuHone, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Tento alternativní snímek kupy galaxií Perseus ukazuje vlnu na pozici 7 hodin. Obrázek: Goddard Space Flight Center NASA / Stephen Walker a kol.
Jedna ze simulací odpovídala tomu, co astronomové viděli v Perseu. V něm se velká kupa jako Perseus usadila do dvou oblastí: chladnější oblast plynu kolem 30 milionů stupňů Celsia a teplejší oblast plynu s téměř 100 miliony stupňů Celsia. V tomto modelu prochází blízko Persea kupa menší než Perseus, ale asi tisíckrát hmotnější než Mléčná dráha, přičemž svůj střed minula asi o 650 000 světelných let.
Stalo se to asi před 2,5 miliardami let a spustilo to řetězec událostí, které se stále odehrávají.
Blízká střela způsobila gravitační poruchu, která vytvořila rozpínající se spirálu chladnějšího plynu. Obrovská vlna plynu se vytvořila na okraji spirály chladnějšího plynu, kde se protíná s teplejším plynem. Toto je Kelvin-Helmholtzova vlna viděná na snímcích.
'Myslíme si, že útvar zálivu, který vidíme v Perseu, je součástí Kelvin-Helmholtzovy vlny, možná největší dosud identifikované, která se vytvořila v podstatě stejným způsobem, jak ukazuje simulace,' řekl Walker. 'Také jsme identifikovali podobné rysy ve dvou dalších kupách galaxií, Centaurus a Abell 1795.'
Studie přinesla další výhodu kromě pouhého zpozorování neuvěřitelně obrovské vlny. To umožnilo týmu změřit magnetické vlastnosti hvězdokupy Perseus. Vědci zjistili, že síla magnetického pole v kupě ovlivňuje velikost vlny plynu. Pokud je pole příliš silné, vlny se vůbec netvoří, a pokud je magnetické pole příliš slabé, pak by byly vlny ještě větší.
Podle týmu neexistuje jiný známý způsob měření magnetického pole.
Zdroj: Vědci objevili obří vlnu valící se kupou galaxií Perseus