Przejdź do treści

Rozplątywanie węzła gromad galaktyk

Gromada galaktyk Abell 2256.

Astronomowie uchwycili spektakularną, trwającą kolizję pomiędzy co najmniej trzema gromadami galaktyk. Dane pochodzące z kilku urządzeń pomagają astronomom zrozumieć, co naprawdę dzieje się na tej chaotycznej scenie: zderzenia i fuzje takie jak ta są głównym sposobem, w jaki gromady galaktyk mogą rozrastać się w olbrzymie kosmiczne struktury, które obserwujemy i dzisiaj. Działają one również jako największe akceleratory cząstek we Wszechświecie.

Olbrzymia gromada galaktyk powstała w wyniku tego zderzenia to Abell 2256, znajdująca się 780 milionów lat świetlnych od Ziemi. Na ten złożony obraz Abell 2256 składają się połączone dane na temat promieniowania rentgenowskiego z teleskopów Chandra i XMM-Newton (kolor niebieski) z danymi radiowymi zebranymi przez sieci anten Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT), Low Frequency Array (LOFAR), oraz Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) (czerwony). Dodano tu też dane optyczne i podczerwone z Pan-STARRs (kolor biały i bladożółty).

Astronomowie badający obiekt próbują odkryć, co doprowadziło do powstania tak niezwykle wyglądającej struktury. Każdy teleskop opowiada inną część historii. Gromady galaktyk to jedne z największych obiektów we Wszechświecie, zawierające setki, a nawet tysiące pojedynczych galaktyk. Ponadto zawierają one ogromne zbiorniki przegrzanego gazu o temperaturze kilku milionów stopni Celsjusza. Tylko teleskopy rentgenowskie, takie jak Chandra i XMM-Newton, mogą dostrzec ten gorący gaz.

Emisja radiowa w tym układzie pochodzi z jeszcze bardziej złożonego zestawu źródeł. Pierwszym z nich są same galaktyki, w których sygnał radiowy jest generowany przez cząsteczki wyrzucane w strumieniach z supermasywnych czarnych dziur w ich jądrach. Strumienie te albo wystrzeliwują w przestrzeń kosmiczną prostymi i wąskimi liniami (te oznaczone są jako „C” i „I”), albo zwalniają, gdy strumienie wchodzą w interakcję z gazem, do którego docierają, tworząc złożone kształty i włókna („A”, „B” i „F”). Źródło F zawiera z kolei trzy osobne źródła, wszystkie utworzone przez czarną dziurę leżącą w galaktyce zidentyfikowanej z najbardziej wysuniętym na lewo źródłem tej trójki.

Fale radiowe pochodzą również z ogromnych struktur włóknistych (oznaczone jako „relic”), znajdujących się głównie na północ od galaktyk emitujących promieniowanie radiowe, prawdopodobnie powstałych, gdy zderzenie wytworzyło fale uderzeniowe i przyspieszyło cząsteczki w gazie na odległość ponad dwóch milionów lat świetlnych. Artykuł analizujący tę strukturę został opublikowany na początku 2023 roku przez Kamlesha Rajpurohita z Uniwersytetu Bolońskiego we Włoszech w wydaniu The Astrophysical Journal i jest dostępny online. To artykuł z serii omawiającej różne aspekty tego zderzającego się układu gromad galaktyk.

Wreszcie w pobliżu centrum zderzenia znajduje się „halo” emisji radiowej. Ponieważ halo to pokrywa się z promieniowaniem X i jest ciemniejsze niż włóknista struktura i galaktyki, wykonano nieco inny obraz radiowy, aby podkreślić jego słabą emisję. Artykuł II, którego głównym autorem jest także Rajpurohit, niedawno opublikowany w czasopiśmie Astronomy and Astrophysics i też dostępny online, przedstawia model, według którego emisja halo może być wywołana ponownym przyspieszeniem cząsteczek w wyniku szybkich zmian temperatury i gęstości gazu spowodowanych kolizjami i łączeniem się gromad. Model ten nie jest jednak w stanie wyjaśnić wszystkich cech widocznych w tych danych radiowych, co podkreśla potrzebę dalszych teoretycznych badań tego i podobnych obiektów.

Artykuł III, autorstwa Rajpurohita i jego współpracowników, będzie próbą analizy galaktyki wytwarzające fale radiowe w Abell 2256. Gromada ta zawiera niezwykle dużą liczbę takich galaktyk, prawdopodobnie dlatego, że zderzenia i fuzje powodują wzrost supermasywnych czarnych dziur i wynikające z nich rozbłyski. Więcej szczegółów na temat obrazu z sieci LOFAR dla Abell 2256 naukowcy podadzą z kole w nadchodzącym artykule Erika Osingi.

Więcej informacji:

 

Źródło: NASA

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Na ilustracji: Gromada galaktyk Abell 2256. Źródło: Promieniowanie X: Chandra: NASA/CXC/Univ. of Bolonga/K. Rajpurohit i inni; XMM-Newton: ESA/XMM-Newton/Univ. of Bolonga/K. Rajpurohit i inni: Radio: LOFAR: LOFAR/ASTRON; GMRT: NCRA/TIFR/GMRT; VLA: NSF/NRAO/VLA; Optyczne/Podczerwień: Pan-STARRS

Reklama