Gromada w Perseuszu: kosmiczny chłodny front

Źródło: NASA/CXC/GSFC/S. Walker, ESA/XMM, ROSAT

Gigantyczny i trwały “chłodny front” przemierzający gromadę galaktyk w Perseuszu został zbadany za pomocą Kosmicznego Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra. Ten kosmiczny układ pogodowy rozciąga się na dwa miliony lat świetlnych i przemieszcza się już od ponad 5 miliardów lat, dłużej niż w ogóle istnieje nasz Układ Słoneczny.

Powyższa grafika przedstawia chłodny front w Gromadzie Galaktyk w Perseuszu. Na zdjęciu widać dane rentgenowskie z Chandry – regiony bliższe centrum gromady – oraz dane z XMM-Newton i już nieczynnego satelity ROSAT – dalsze rejony. Dane z Chandry zostały przetworzone tak, aby podkreślić kontrast krawędzi w celu uwypuklenia delikatnych szczegółów.

Chłodny front to ta długa pionowa struktura w lewej części kadru rozciągająca się na dwa miliony lat świetlnych poruszająca się w kierunku od centrum gromady z prędkością około 500 000 kilometrów na godzinę.

Poniżej przestawiono zbliżenie na chłodny front obserwowany za pomocą Chandry. To mapa temperatur, na której kolor niebieski przedstawia względnie chłodniejsze rejony (30 milionów stopni), a czerwony gorętsze (80 milionów stopni).

Chłodny front nie tylko przetrwał przez 1/3 wieku Wszechświata, ale pozostał zaskakująco silny i rozdzielił się na dwa różne fragmenty. Astronomowie uważali, że takie fronty rozmyłyby się w czasie przemieszczając się przez miliony lat przez nieprzyjazne środowisko fal dźwiękowych i turbulencji spowodowanych przez rozbłyski potężnej czarnej dziury w centrum Perseusza.

Nieoczekiwanie wyrazistość chłodnego frontu w Perseuszu wskazuje, że ta struktura utrzymała się dzięki silnym polom magnetycznym, które ją otaczają. Porównanie danych rentgenowskich z Chandry z modelami teoretycznymi po raz pierwszy pozwoliło na oszacowanie natężenia pola magnetycznego chłodnego frontu.

Podczas gdy chłodne fronty w atmosferze Ziemi napędzane są rotacją planety, te w atmosferach gromad galaktyk, takich jak ta w Perseuszu, spowodowane są zderzeniami gromady z innymi gromadami galaktyk. Owe zderzenia zazwyczaj mają miejsce kiedy grawitacja głównej gromady przyciąga mniejsze gromady ku swojemu centrum. Gdy mniejsza gromada przechodzi w pobliżu centrum, przyciąganie grawitacyjne obu struktur powoduje wzburzenie gazu w centrum gromady podobne do zaburzeń wina wirującego w kieliszku. Takie zaburzenia powodują powstanie spiralnej struktury chłodnego frontu poruszającego się w kierunku na zewnątrz gromady.

Aurora Simionescu wraz ze współpracownikami po raz pierwszy odkryła chłodny front w Perseuszu w 2012 roku w danych z satelitów ROSAT (Roentgen SATellite), XMM-Newton oraz Suzaku. Wysoka rozdzielczość Chandry w zakresie rentgenowskim umożliwiła przeprowadzenie bardziej szczegółowych badań chłodnego frontu.

Źródło: NASA/CXC/GSFC/S.Walker, ESA/XMM, ESA/ROSAT

Wyniki badań opisane zostaną w artykule, który opublikowany zostanie w periodyku Nature Astronomy.

Źródło: Chandra X-Ray Center