Obraz XMM-Newton gromady galaktyk. Źródło zdjęcia: ESA Kliknij, aby powiększyć
Obserwatorium rentgenowskie ESA, XMM-Newton, po raz pierwszy pozwoliło naukowcom szczegółowo zbadać historię powstawania gromad galaktyk, nie tylko z pojedynczymi dowolnie wybranymi obiektami, ale z pełną reprezentatywną próbką gromad.
Wiedza o tym, jak powstały te ogromne obiekty, jest kluczem do zrozumienia przeszłości i przyszłości Wszechświata.
Naukowcy opierają obecnie swój uzasadniony obraz kosmicznej ewolucji na modelu tworzenia struktury, w którym najpierw powstają małe struktury, a następnie tworzą one większe obiekty astronomiczne.
Gromady galaktyk są największymi i ostatnio utworzonymi obiektami w znanym Wszechświecie i mają wiele właściwości, które czynią je wspaniałymi astrofizycznymi „laboratoriami”. Są na przykład ważnymi świadkami procesu tworzenia struktury i ważnymi „sondami”? testować modele kosmologiczne.
Aby pomyślnie przetestować takie modele kosmologiczne, musimy dobrze zrozumieć obserwację dynamicznej struktury poszczególnych gromad galaktyk z reprezentatywnych próbek gromad.
Na przykład musimy wiedzieć, ile klastrów jest dobrze rozwiniętych. Musimy także wiedzieć, które gromady doświadczyły ostatnio znacznego wzrostu masy grawitacyjnej, a które gromady są w fazie zderzenia i łączenia. Ponadto dokładny pomiar masy gromady, przeprowadzany z tymi samymi danymi XMM-Newton, jest również niezbędnym warunkiem wstępnym do ilościowych badań kosmologicznych.
Najłatwiej widoczna część gromad galaktyk, tj. Gwiazdy we wszystkich galaktykach, stanowią tylko niewielki ułamek całości tego, co tworzy gromadę. Większość obserwowalnej materii gromady składa się z gorącego gazu (10-100 milionów stopni) uwięzionego przez potencjalną siłę grawitacji gromady. Gaz ten jest całkowicie niewidoczny dla ludzkich oczu, ale ze względu na swoją temperaturę jest widoczny dzięki emisji promieniowania rentgenowskiego.
W tym miejscu wkracza XMM-Newton. Dzięki niespotykanej mocy zbierającej fotony i możliwości spektroskopii w rozdzielczości przestrzennej, XMM-Newton umożliwił naukowcom przeprowadzenie tych badań tak skutecznie, że nie tylko pojedyncze obiekty, ale także całe reprezentatywne próbki mogą być badane rutynowo .
XMM-Newton wytwarza kombinację zdjęć rentgenowskich (w różnych pasmach energii rentgenowskiej, które można uznać za różne kolory rentgenowskie?) I dokonuje pomiarów spektroskopowych różnych obszarów w gromadzie.
Podczas gdy jasność obrazu dostarcza informacji o gęstości gazu w klastrze, kolory i widma wskazują na wewnętrzną temperaturę gazu w klastrze. Z rozkładu temperatury i gęstości, bardzo ważne fizycznie parametry ciśnienia i? Entropii? można również wyprowadzić. Entropia jest miarą historii ogrzewania i chłodzenia systemu fizycznego.
Towarzyszące trzy obrazy ilustrują zastosowanie rozkładu entropii w świetle rentgenowskim? gaz jako sposób identyfikacji różnych procesów fizycznych. Entropia ma tę unikalną właściwość, że zmniejsza się wraz z chłodzeniem radiacyjnym, zwiększa się w wyniku procesów grzewczych, ale pozostaje stała przy kompresji lub rozszerzaniu przy zachowaniu oszczędności energii.
Ten ostatni zapewnia, że? Zapis kopalny? jakiegokolwiek ogrzewania lub chłodzenia jest utrzymywane, nawet jeśli gaz następnie zmienia adiabatycznie swoje ciśnienie (przy zachowaniu oszczędności energii).
Przykłady te pochodzą z próbki REFLEX-DXL, statystycznie kompletnej próbki niektórych z najbardziej rentgenowskich gromad świetlnych znalezionych w badaniu ROSAT All-Sky Survey. ROSAT był obserwatorium rentgenowskim opracowanym w latach 90. we współpracy między Niemcami, USA i Wielką Brytanią.
Obrazy przedstawiają widoki rozkładu entropii zakodowane kolorem, w których wartości wzrastają z niebieskiego, zielonego, żółtego na czerwony i biały.
Oryginalne źródło: Portal ESA
