Astronomowie znajdują ostatni brakujący element w układance zderzeń gromad galaktyk

Astronomowie dysponują modelem tego, jak zderzenia gromad galaktyk przechodzą przez różne etapy, przybierając różne kształty. Tępy kształt zmienia się w ostry stożek, który zmienia się w kształt przypominający język. Pierwsze i ostatnie były obserwowane wiele razy, ale zawsze brakowało ostrego stożka. Aż do teraz.

Większość galaktyk żyje w gromadach: grupach składających się z setek, a nawet tysięcy galaktyk. Pomiędzy nimi jest dużo przestrzeni, wypełnionej gorącym gazem zwanym ośrodkiem wewnątrzgromadowym (ICM). Galaktyki można obserwować w świetle widzialnym, na przykład za pomocą teleskopu Hubble’a ale ICM można obserwować tylko za pomocą teleskopów rentgenowskich, ponieważ jest on niezwykle gorący – jego temperatura sięga setek milionów stopni Celsjusza. Ponieważ w gromadzie znajduje się tylko 1 cząsteczka na litr, jest ona niezwykle przewiewna, ale ponieważ zajmuje tak dużo miejsca, wciąż dodaje do gromady dziesięć razy więcej masy niż galaktyki znajdujące się w jej wnętrzu. Ogrom przestrzeni wewnątrz gromady uwidacznia się również podczas zderzenia z sąsiednią gromadą. Galaktyki po prostu dryfują obok siebie bez szwanku, podczas gdy ICM faktycznie się zderzają.

Astronomowie zaobserwowali wiele stadiów zderzeń na nocnym niebie. Wszystkie obserwowane kształty są albo tępym kształtem, jak słynna Gromada Pocisk, albo rozciągającym się kształtem jęzorowatym, jak Abell 168. Sugeruje się, że ten ostatni jest jednym z końcowych etapów zderzenia, a ten pierwszy jednym z pierwszych. Symulacje przewidują, że etap pomiędzy nimi powinien mieć kształt ostrego stożka, ale nigdy nie zostało to zaobserwowane. Teraz grupa astronomów, w tym pierwszy autor pracy Xiaoyuan Zhang (SRON/Leiden Observatory), w końcu znalazła ten ostatni element układanki. Zespół zaobserwował stożek po przeprowadzeniu głębokiej obserwacji gromady galaktyk ZwCl 2341+0000, dzięki skierowaniu na nią na 55 godzin kosmicznego teleskopu rentgenowskiego Chandra. Współautorka Aurora Simionescu (SRON/Leiden Observatory) dodaje: Faza ostrego stożka jest bardzo ulotna. Trwa tylko przez krótki czas, więc jesteśmy podekscytowani, że udało nam się ją uchwycić.

Tak jak w dawnych czasach rolnicy czerpali informacje o pogodzie z kształtów chmur, tak astronomowie badają kształty zderzeń gromad, aby dowiedzieć się więcej o Wszechświecie. Gromada Pocisk jest prawdopodobnie najbardziej znanym przykładem, ponieważ jest uważana za niezaprzeczalny dowód na istnienie ciemnej materii. ICM obu zderzających się gromad zwolnił, z jednej strony ukazując tępy korpus, czy kształt „pocisku”. Jest to widoczne w promieniowaniu rentgenowskim (różowy kolor na zdjęciu). Galaktyki widoczne w zwykłym świetle są już znacznie dalej od centrum kolizji, ponieważ nie zderzają się ze sobą i są tylko nieznacznie spowalniane przez grawitację. Większość niewidocznej masy, wyznaczonej przez soczewkowanie grawitacyjne obiektów tła, również przemieszczała się w większości bez zmian (kolor niebieski na zdjęciu). Jest to dowód na to, że ta niewidoczna masa rzeczywiście jest ciemną materią, a nie częścią „normalnej” materii ICM. Nowe zdjęcia ZwCl 2341+0000 dają nam pogląd na to, jak Gromada Pocisk może zmienić swój kształt za kilkaset milionów lat.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
SRON

Vega

Na ilustracji: Modelowanie zderzenia gromad galaktyk. Najpierw kształt ciała (Gromada Pocisk), potem ostry stożek (ZwCl 2341+0000), a następnie kształt przypominający język (Abell 168). W lewym górnym rogu (1E2216/1E2215) widać dwie gromady galaktyk przed zderzeniem. W prawym górnym rogu (Gromada Warkocz Bereniki) widzimy efekt końcowy po tym, jak zderzenie zajęło wystarczająco dużo czasu, by osiągnąć swój ostateczny kształt. Źródło: SRON Holenderski Instytut Badań Kosmicznych.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.