Przejdź do treści

Chandra obserwuje kolizję gromad galaktyk w ciepłym ośrodku międzygalaktycznym

Abell 98, system gromad galaktyk, który zawiera parę we wczesnych stadiach kolizji.

Astronomowie dokonujący inwentaryzacji materii w lokalnym Wszechświecie ciągle mają braki. Nowy wynik, dotyczący systemu zderzających się gromad galaktyk, może pomóc wyjaśnić te braki.

Chociaż naukowcy wiedzą bardzo dużo o składzie Wszechświata, istnieje pewien dokuczliwy problem, który starali się wyjaśnić – istnieje znaczna ilość materii, która nie została jeszcze uwzględniona.

Ta brakująca masa nie jest niewidoczną ciemną materią, która stanowi większość materii we Wszechświecie. Jest to osobna zagadka, w której około ⅓ „normalnej” materii powstałej w ciągu pierwszego miliarda lat po Wielkim Wybuchu, nie została jeszcze wykryta przez obserwacje lokalnego Wszechświata, to znaczy w regionach mniejszych niż kilka miliardów lat świetlnych od Ziemi. Ta materia składa się z wodoru, helu i innych pierwiastków i tworzy obiekty takie jak gwiazdy, planety i ludzie.

Naukowcy zaproponowali, że przynajmniej część tej brakującej masy może być ukryta w olbrzymich włóknach ciepłego lub gorącego (10 000 do 10 000 000 K) gazu w przestrzeni pomiędzy galaktykami i gromadami galaktyk. Nazwali to ciepłym-gorącym ośrodkiem międzygalaktycznym (ang. warm-hot intergalactic medium – WHIM).

Zespół astronomów wykorzystujący obserwatorium Chandra do obserwacji układów zderzających się gromad galaktyk prawdopodobnie znalazł dowody na to, że WHIM znajduje się w przestrzeni pomiędzy nimi.

Znalezienie tych włókien brakującej materii okazało się wyjątkowo trudne, a znanych jest tylko kilka przykładów, powiedział Arnab Sarkar z Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) w Cambridge, Massachusetts, który kierował tym badaniem. Jesteśmy podekscytowani, że prawdopodobnie udało nam się znaleźć kolejny.

Naukowcy użyli Chandrę do zbadania Abell 98, która zawiera zderzające się galaktyki około 1,4 miliarda lat świetlnych od Ziemi. Dane z Chandra ujawniają most emisji promieniowania X pomiędzy dwoma zderzającymi się gromadami, zawierający gaz o temperaturze około 10 milinów K. Gorętszy gaz w moście pochodzi prawdopodobnie od gazu w dwóch nakładających się na siebie gromadach. Temperatura i gęstość chłodniejszego gazu zgadzają się z przewidywaniami dla najgorętszego i najgęstszego gazu w WHIM.

Ponadto, dane z Chandra wskazują na obecność fali uderzeniowej, która jest podobna do huku dźwiękowego samolotu naddźwiękowego. Ta fala uderzeniowa jest napędzana i znajduje się przed jedną z gromad galaktyk, która zaczyna zderzać się z inną gromadą. Po raz pierwszy astronomowie znaleźli taką falę uderzeniową we wczesnej fazie zderzenia gromad galaktyk, zanim centra gromad wzajemnie się miną.

Uważamy, że ta fala uderzeniowa jest ważnym odkryciem, ponieważ nasze modele przewidywały, że takie cechy powinny tam występować, ale do tej pory ich nie widzieliśmy – powiedział współautor pracy Scott Randall, również z CfA. Są one kluczową częścią wczesnego procesu kolizji, który ostatecznie doprowadzi do połączenia gromad.

Ta fala uderzeniowa może być bezpośrednio powiązana z odkryciem WHIM w Abell 98, ponieważ podgrzała ona gaz znajdujący się pomiędzy gromadami w trakcie ich zderzenia. Mogło to podnieść temperaturę gazu w włóknie WHIM – szacuje się, że zawiera on około 400 miliardów razy więcej masy niż Słońce – na tyle wysoko, że został wykryty za pomocą danych z Chandra.

Gromady galaktyk – które zawierają tysiące galaktyk, ogromne ilości gorącego gazu i olbrzymie zbiorniki ciemnej materii – są największymi strukturami we Wszechświecie utrzymywanymi razem przez grawitację. Naukowcy uważają, że są one w stanie osiągnąć swój kolosalny rozmiar, łącząc się ze sobą przez miliony lub miliardy lat.

 

Więcej informacji:

Źródło: Chandra

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Na ilustracji: Abell 98, system gromad galaktyk, który zawiera parę we wczesnych stadiach kolizji. Źródło: Promieniowanie X: NASA/CXC/CfA/A. Sarkar; Optyczne: NSF/NOIRLab/WIYN.

Reklama