Gromady galaktyk widziane przez XMM-Newtona. Kliknij, aby powiększyć
Gromady galaktyk są największymi obiektami we Wszechświecie. Obserwatorium XMM-Newton ESA obserwowało ostatnio dwie gromady galaktyk, pozwalające astronomom dowiedzieć się, że gromady te mają większe ilości supernowych typu 1a - wybuchających gwiazd białego karła - niż naszej własnej galaktyki.
Głębokie obserwacje dwóch jasnych gromad galaktyk rentgenowskich za pomocą satelity ESM XMM-Newton pozwoliły grupie międzynarodowych astronomów zmierzyć ich skład chemiczny z niespotykaną dokładnością. Znajomość składu chemicznego gromad galaktyk ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia pochodzenia pierwiastków chemicznych we Wszechświecie.
Gromady lub zlepki galaktyk są największymi obiektami we Wszechświecie. Patrząc na nie przez teleskopy optyczne, można zobaczyć setki, a nawet tysiące galaktyk zajmujących objętość o średnicy kilku milionów lat świetlnych. Jednak takie teleskopy ujawniają jedynie wierzchołek góry lodowej. W rzeczywistości większość atomów w gromadach galaktyk jest w postaci gorącego gazu emitującego promieniowanie rentgenowskie, a masa gorącego gazu jest pięć razy większa niż masa samych galaktyk gromady.
Większość pierwiastków chemicznych wytwarzanych w gwiazdach gromad galaktyk - wyrzuconych w otaczającą przestrzeń przez wybuchy supernowych i wiatry gwiezdne - staje się częścią gorącego gazu emitującego promieniowanie rentgenowskie. Astronomowie dzielą supernowe na dwa podstawowe typy: „zawalenie się rdzenia” i „supernowe” typu Ia. Supernowe „zapadania się jądra” powstają, gdy gwiazda pod koniec swojego życia zapada się w gwiazdę neutronową lub czarną dziurę. Te supernowe wytwarzają dużo tlenu, neonu i magnezu. Supernowe typu Ia wybuchają, gdy gwiazda białego karła konsumująca materię z gwiazdy towarzyszącej staje się zbyt masywna i całkowicie rozpada się. Ten typ produkuje dużo żelaza i niklu.
Odpowiednio w listopadzie 2002 r. I sierpniu 2003 r. Oraz przez półtora dnia za każdym razem XMM-Newton dokonał głębokich obserwacji dwóch gromad galaktyk o nazwie „Sersic 159-03” i „2A 0335 + 096”. Dzięki tym danym astronomowie mogli określić obfitość dziewięciu pierwiastków chemicznych w „plazmie” gromady? gaz zawierający naładowane cząstki, takie jak jony i elektrony.
Do tych pierwiastków należą tlen, żelazo, neon, magnez, krzem, argon, wapń, nikiel i - wykryty po raz pierwszy w gromadzie galaktyk - chrom. „Porównując liczebność wykrytych pierwiastków z obliczonymi teoretycznie wydajnościami supernowych, stwierdziliśmy, że około 30 procent supernowych w tych gromadach eksplodowało białych karłów („ typ Ia ”), a reszta zapadała się pod koniec życia („załamanie rdzenia”) ”- powiedział Norbert Werner z holenderskiego Instytutu Badań Kosmicznych SRON (Utrecht, Holandia) i jeden z głównych autorów tych wyników.
„Liczba ta mieści się między wartością znalezioną dla naszej własnej Galaktyki (gdzie supernowe typu Ia stanowią około 13 procent„ populacji ”supernowych) a bieżącą częstotliwością zdarzeń supernowych określonych przez projekt Lick Observatory Supernova Search (zgodnie z którym około 42 procent wszystkich obserwowanych supernowych to typy Ia) - kontynuował.
Astronomowie odkryli również, że wszystkie modele supernowych przewidują znacznie mniej wapnia niż obserwowane w gromadach i że obserwowana obfitość niklu nie może być odtworzona przez te modele. Rozbieżności te wskazują, że szczegóły wzbogacenia supernowych nie są jeszcze w pełni zrozumiałe. Ponieważ gromady galaktyk uważa się za uczciwe próbki Wszechświata, ich spektroskopia rentgenowska może pomóc ulepszyć modele supernowych.
Rozkład przestrzenny elementów w klastrze zawiera również informacje o historii samych klastrów. Rozkład elementów w pozycjach 2A 0335 + 096 wskazuje na trwające połączenie. Rozkład tlenu i żelaza w Sersic 159-03 wskazuje, że podczas gdy większość wzbogacania przez supernowe rozpadające się rdzenia miało miejsce dawno temu, supernowe typu Ia nadal nadal wzbogacają gorący gaz ciężkimi pierwiastkami, szczególnie w rdzeniu gromady.
Oryginalne źródło: Portal ESA
