XMM-Newton-kuva galaksiklusterista. Kuvan luotto: ESA Klikkaa suuremmaksi
ESAn röntgen observatorio XMM-Newton on antanut ensimmäistä kertaa tutkijoille mahdollisuuden tutkia yksityiskohtaisesti galaksiklusterien muodostumishistoriaa paitsi yksittäisillä mielivaltaisesti valituilla kohteilla, myös täydellisellä edustavalla klustereiden näytteellä.
Tieto näiden massiivisten esineiden muodostumisesta on avain maailmankaikkeuden menneisyyden ja tulevaisuuden ymmärtämiseen.
Tutkijat perustavat tällä hetkellä perustellun kuvansa kosmisesta evoluutiosta rakennemuotojen malliin, jossa pienet rakenteet muodostuvat ensin ja nämä muodostavat sitten suurempia tähtitieteellisiä kohteita.
Galaktiklusterit ovat suurimpia ja viimeksi muodostuneita esineitä tunnetussa maailmankaikkeudessa, ja niillä on monia ominaisuuksia, jotka tekevät niistä suuria astrofysiikan laboratorioita. Ne ovat esimerkiksi tärkeitä todistajia rakenteen muodostumisprosessista ja tärkeitä? Koettimia? testata kosmologisia malleja.
Jotta voimme testata sellaisia kosmologisia malleja, meillä on oltava hyvä havainnollinen käsitys yksittäisten galaksiklusterien dynaamisesta rakenteesta edustavista klusterinäytteistä.
Meidän on esimerkiksi tiedettävä, kuinka monta klusteria on kehittynyt hyvin. Meidän on myös tiedettävä, mitkä klusterit ovat kokeneet viime aikoina merkittävän massan painovoiman lisääntymisen ja mitkä klusterit ovat törmäyksen ja sulautumisen vaiheessa. Lisäksi tarkka klusterimassamittaus, joka suoritetaan samoilla XMM-Newton-tiedoilla, on myös välttämätön edellytys kvantitatiivisille kosmologisille tutkimuksille.
Galaksiklusterien helpoimmin näkyvä osa, ts. Tähdet kaikissa galakseissa, muodostavat vain pienen osan koko klusterin muodostavasta kokonaisuudesta. Suurin osa klusterin havainnoitavasta aineesta koostuu kuumasta kaasusta (10-100 miljoonaa astetta), jonka rypäleen painovoimapotentiaalinen voima on loukussa. Tämä kaasu on ihmisen silmille täysin näkymätön, mutta lämpötilansa vuoksi se näkyy röntgensäteilyllä.
XMM-Newton tulee tänne. Ennennäkemättömällä fotoninkeräysvoimallaan ja spatiaalisesti erotetulla spektroskopialla XMM-Newton on antanut tutkijoille mahdollisuuden suorittaa nämä tutkimukset niin tehokkaasti, että yksittäisten esineiden lisäksi myös kokonaisia edustavia näytteitä voidaan tutkia rutiininomaisesti. .
XMM-Newton tuottaa röntgenkuvien yhdistelmän (erilaisilla röntgenenergialähteillä, joita voidaan pitää erilaisina röntgenpistevärinä?), Ja tekee spektroskooppisia mittauksia klusterin eri alueista.
Vaikka kuvan kirkkaus antaa tietoa klusterin kaasutiheydestä, värit ja spektrit antavat osoituksen klusterin sisäisestä kaasun lämpötilasta. Lämpötilan ja tiheyden jakauman perusteella fyysisesti erittäin tärkeät paineen ja y-entropian parametrit voidaan myös johtaa. Entropia on fysikaalisen järjestelmän lämmitys- ja jäähdytyshistorian mitta.
Oheiset kolme kuvaa kuvaa entropian jakautumisen käyttöä röntgenvalossa? kaasu tapana identifioida erilaisia fysikaalisia prosesseja. Entropialla on ainutlaatuinen ominaisuus vähentää säteilyjäähdytyksellä, kasvaa lämmitysprosessien takia, mutta pysyä vakiona puristuksen tai laajenemisen kanssa energiansäästön alla.
Jälkimmäinen varmistaa, että fossiilinen tietue kaikista lämmityksistä tai jäähdytyksistä pidetään, vaikka kaasu muuttaa myöhemmin paineensa adiabaattisesti (energiansäästön alaisena).
Nämä esimerkit on otettu REFLEX-DXL-näytteestä, tilastollisesti täydellisestä näytteestä eräistä ROSAT All-Sky -kyselyn löydetyistä röntgenvaloisimmista klustereista. ROSAT oli 1990-luvulla kehitetty röntgen-observatorio yhteistyössä Saksan, Yhdysvaltojen ja Ison-Britannian kanssa.
Kuvat tarjoavat näkymät värillisesti koodattuun entrooppijakaumaan, jossa arvot kasvavat sinisestä, vihreästä, keltaisesta punaiseen ja valkoiseen.
Alkuperäinen lähde: ESA-portaali
