Naukowcy wyjaśniają tajemnicę zderzających się gromad galaktyk

Zdjęcie gromady galaktyk zawierającej setki tysięcy galaktyk związanych ze sobą grawitacyjnie. Źródło: NASA

Dwie gromady galaktyk aktualnie łączące się ze sobą doprowadziły do powstania warstwy zaskakująco gorącego gazu między nimi, która według astronomów z Uniwersytetu w Boulder, Kolorado jest turbulencją powstałą wskutek zderzenia z prędkością naddźwiękową.

Obie gromady, które łączą się w większą gromadę galaktyk Abell 115 znajdują się jakieś 2,4 miliardy lat świetlnych od Ziemi. Burzliwy obszar gorącego gazu znajdujący się między obiema gromadami – przyrównywany prze prof. Jacka Burna z CU Boulder do kilwatera za motorówką – charakteryzuje się temperaturą rzędu 170 000 000 stopni Celsjusza. To niemal trzykrotnie wyższa temperatura niż w centrum obu gromad galaktyk i dziesięciokrotnie wyższa od temperatury jądra Słońca – mówi Burns.

Nie przypuszczaliśmy, że między elementami nowej większej gromady znajdziemy aż tak gorący gaz – mówi Burns. Uważamy, że owa turbulencja jest niczym wielka łyżka która zamieszała gaz z łączących się gromad zmieniając energię ruchu obu gromad w energię termiczną. To dowód na faktyczne zderzanie się obu gromad.

Burns zaprezentował wyniki swoich badań podczas konferencji prasowej w trakcie 230. spotkania American Astronomical Society w Austin w stanie Teksas.

Każda z łączących się gromad galaktyk zawiera setki osobnych galaktyk, z których każda dorównuje lub przewyższa rozmiarami Drogę Mleczną – mówi Burns. Gromady galaktyk, które mogą zawierać nawet tysiące galaktyk, są największymi grawitacyjnie związanymi obiektami we Wszechświecie.

Obserwacje przeprowadzone przez zespół z CU Boulder wykonane zostały na danych z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra oraz Very Large Array w Socorro w Nowym Meksyku.

Symulacje komputerowe stworzone przez zespół przedstawiają regiony stosunkowo chłodnego gazu w pobliżu  jądra każdej z łączących się gromad, co wskazuje na to, że oba obiekty spotykały się już ze sobą w przeszłości – prawdopodobnie kilkukrotnie przelatując blisko siebie i stopniowo odzierając się  z gazu jeszcze przed zderzeniem.

W celu przeanalizowania temperatur w Abell 115 i innych tego typu łączących się gromadach Burns wraz ze swoim zespołem stworzył oprogramowanie pozwalające na oprogramowanie kontrastowych map rozkładu temperatury w poszczególnych reginach gromady zarówno w rentgenowskiej jak i radiowej części widma elektromagnetycznego.

Aktualnie zespół bada emisję radiową rozciągającą się daleko poza Abell 115 w ośrodek międzygalaktyczny i analizuje jej związek z gazem gorącym w zakresie rentgenowskim.

Źródłem emisji w zakresie radiowym w tym przypadku są elektrony w polu magnetycznym gromady galaktyk podróżujące z prędkościami bliskimi prędkości światła –  mówi Burns.  Wyraźnie coś zenergetyzowało te elektrony, i wydaje nam się, że ma to związek z procesem zderzania się gromad.

W ramach realizowanego projektu, zespół z CU Boulder bada próbkę 50 innych gromad galaktyk, które wykorzysta do porównania.

Co w przyszłości czeka gromadę Abell 115? Nasze symulacje komputerowe pokazują, że tego typu procesy łączenia gromad mogą być bardzo skomplikowane pod względem procesu akrecji materii, zależnie od tego na jakim etapie procesu je obserwujemy. Wydaje nam się, że Abell 115 z czasem się uspokoi i skoncentruje się wokół środka masy – to dużo nudniejszy stan od tego, który obserwujemy teraz.

Gromady galaktyk powstają w tak zwanej kosmicznej sieci, która składa się z długich, wąskich włókien wypełnionych galaktykami i gazem międzygalaktycznym, a które oddzielone są od siebie potężnymi pustkami. Astronomowie uważają, że pojedyncze włókno kosmicznej sieci może rozciągać się na setki milionów lat świetlnych – to zdumiewająca długość zważając na fakt, że jeden rok świetlny to prawie 9,5 biliona kilometrów.

Źródło: Uniwersytet Kolorado w Boulder

Komentarze

comments