XMM-Newton kép a galaxisfürtből. Kép jóváírása: ESA Kattintson a nagyításhoz
Az ESA röntgen megfigyelőközpontja, az XMM-Newton első ízben engedte meg a tudósoknak, hogy részletesen tanulmányozzák a galaxiscsoportok kialakulásának történetét, nem csupán egy önkényesen kiválasztott objektummal, hanem a klaszterek teljes reprezentatív mintájával.
Annak ismerete, hogy ezek a hatalmas tárgyak hogyan alakulnak ki, kulcsfontosságú az univerzum múltjának és jövőjének megértéséhez.
A tudósok jelenleg a kozmikus evolúció megalapozott képét a szerkezet kialakulásának egy olyan modelljére alapozzák, amelyben először kicsi struktúrák alakulnak ki, ezek pedig nagyobb csillagászati tárgyakat alkotnak.
A galaxis klaszterek a legnagyobb és a legutóbb kialakult tárgyak az ismert világegyetemben, és számos tulajdonságuk miatt nagyszerű asztrofizikai laboratóriumokká válnak. Például fontos tanúi a szerkezet kialakulási folyamatnak és fontos „szondák”? kozmológiai modellek tesztelésére.
Az ilyen kozmológiai modellek sikeres teszteléséhez jó megfigyelési ismeretekkel kell rendelkeznünk az egyes galaxis klaszterek dinamikus szerkezetéről reprezentatív klasztermintákból.
Például tudnunk kell, hogy hány klaszter alakul ki jól. Azt is tudnunk kell, hogy mely klaszterek tapasztalták a közelmúltban jelentős tömeg-gravitációs növekedést, és amelyek klaszterek az ütközés és az egyesülés szakaszában vannak. Ezenkívül a klaszter tömegének pontos mérése, ugyanazon XMM-Newton adatokkal elvégezve, szintén a kvantitatív kozmológiai vizsgálatok szükséges előfeltétele.
A galaxisfürtök legkönnyebben látható része, azaz a csillagok az összes galaxisban, csak a kis részét teszik ki annak, ami a klaszterből áll. A klaszter megfigyelhető anyagának nagy része forró gázból (10-100 millió fok) áll, amelyet a klaszter gravitációs potenciális ereje csapda be. Ez a gáz az emberi szem számára teljesen láthatatlan, de hőmérséklete miatt röntgenkibocsátással látható.
Itt jön be az XMM-Newton. Például példátlan fotongyűjtő képességével és térbeli felbontású spektroszkópiás képességével az XMM-Newton lehetővé tette a tudósok számára, hogy ezeket a vizsgálatokat annyira hatékonyan végezzék el, hogy rutinszerűen ne csak egyetlen tárgy, hanem teljes reprezentatív minta is megvizsgálható legyen. .
Az XMM-Newton röntgenképeket kombinál (különféle röntgen-energia sávokban, amelyeket különféle röntgensugár-színeknek tekinthetünk?), És spektroszkópos méréseket végez a klaszter különböző régióiban.
Míg a kép fényereje információkat szolgáltat a klaszterben lévő gáz sűrűségéről, a színek és a spektrumok jelzik a klaszter belső gázhőmérsékletét. A hőmérséklet és a sűrűség eloszlása alapján a nyomás és az entrópia fizikailag nagyon fontos paraméterei szintén származtatható. Az entrópia a fizikai rendszer fűtési és hűtési előzményeinek mérése.
A kísérő három kép az entrópia eloszlásának használatát szemlélteti a röntgen fényben? a gáz, mint a különféle fizikai folyamatok azonosításának módja. Az entrópia egyedülálló tulajdonsága, hogy csökken a sugárzó hűtéssel, növekszik a fűtési folyamatok miatt, ugyanakkor az energiamegtakarítás alatt állandó marad a kompresszióval vagy expanzióval.
Ez utóbbi biztosítja, hogy a fosszilis rekordok bármilyen fűtés vagy hűtés megmarad, még akkor is, ha a gáz ezt követően adiabatikusan megváltoztatja a nyomását (energiatakarékosság mellett).
Ezeket a példákat a REFLEX-DXL mintából vettük, amely a ROSAT All-Sky felmérésében található leginkább röntgengenerációs klaszterek statisztikailag teljes mintája. A ROSAT egy röntgenfelügyeleti központ, amelyet az 1990-es években fejlesztettek ki Németország, az Egyesült Államok és az Egyesült Királyság együttműködésével.
A képek nézeteket tartalmaz az entrópia eloszlásáról, színesben, ahol az értékek kék, zöld, sárga, piros és fehér színre növekednek.
Eredeti forrás: ESA portál
