XMM-Newtonov obraz galaxie. Obrazový kredit: ESA Kliknite pre zväčšenie
X-ray observatórium ESA, XMM-Newton, prvýkrát umožnilo vedcom podrobne študovať históriu formovania klastrov galaxií, a to nielen s jedinými ľubovoľne vybranými objektmi, ale s úplnou reprezentatívnou vzorkou klastrov.
Vedieť, ako sa tieto masívne objekty vytvorili, je kľúčom k pochopeniu minulosti a budúcnosti vesmíru.
Vedci v súčasnosti zakladajú svoj opodstatnený obraz kozmického vývoja na modeli formovania štruktúry, kde sa najskôr tvoria malé štruktúry, ktoré potom tvoria väčšie astronomické objekty.
Klastre galaxií sú najväčšie a naposledy vytvorené objekty v známom vesmíre a majú veľa vlastností, vďaka ktorým sú skvelé astrofyzikálne? Laboratóriá ?. Napríklad, oni sú dôležitými svedkami procesu formovania štruktúry a dôležitými? Sondami? testovať kozmologické modely.
Aby sme mohli úspešne vyskúšať takéto kozmologické modely, musíme mať dobré pozorovacie chápanie dynamickej štruktúry jednotlivých klastrov galaxií z reprezentatívnych vzoriek zhlukov.
Napríklad musíme vedieť, koľko zoskupení je dobre vyvinutých. Potrebujeme tiež vedieť, ktoré zoskupenia zažili nedávne podstatné gravitačné narastanie hmoty a ktoré zoskupenia sú vo fáze zrážok a zlučovania. Presné meranie hmotnosti zhlukov, vykonávané s rovnakými údajmi XMM-Newton, je tiež nevyhnutným predpokladom kvantitatívnych kozmologických štúdií.
Najľahšie viditeľná časť klastrov galaxií, t. J. Hviezdy vo všetkých galaxiách, tvoria iba malú časť z celkového množstva toho, čo tvorí zhluk. Väčšina pozorovateľnej hmoty zoskupenia sa skladá z horúceho plynu (10 - 100 miliónov stupňov) zachyteného gravitačnou potenciálnou silou zoskupenia. Tento plyn je pre ľudské oči úplne neviditeľný, ale kvôli jeho teplote je viditeľný jeho röntgenovou emisiou.
Tu prichádza XMM-Newton. Vďaka svojej bezprecedentnej sile fotónov a schopnosti priestorovo rozlíšenej spektroskopie XMM-Newton umožnil vedcom vykonávať tieto štúdie tak efektívne, aby sa rutinne študovali nielen jednotlivé objekty, ale aj celé reprezentatívne vzorky. ,
XMM-Newton vytvára kombináciu röntgenových snímok (v rôznych pásmach röntgenovej energie, ktoré možno považovať za rôzne rôntgenové farby?) A vykonáva spektroskopické merania rôznych oblastí v zoskupení.
Zatiaľ čo jas obrazu poskytuje informácie o hustote plynu v klastri, farby a spektrá poskytujú indikáciu vnútornej teploty plynu v klastri. Z distribúcie teploty a hustoty sú to fyzikálne veľmi dôležité parametre tlaku a entropie. možno odvodiť. Entropia je mierou histórie vykurovania a chladenia fyzického systému.
Sprievodné tri obrázky ilustrujú použitie distribúcie entropie v rôntgenovom žiarení. plyn ako spôsob identifikácie rôznych fyzikálnych procesov. Entropia má jedinečnú vlastnosť, že sa znižuje s radiálnym chladením, zvyšuje sa v dôsledku procesov zahrievania, ale zostáva konštantná pri kompresii alebo expanzii pri zachovaní energie.
Ten zaisťuje, že fosílne záznamy? akéhokoľvek ohrevu alebo chladenia sa udržuje, aj keď plyn následne adiabaticky zmení svoj tlak (pri zachovaní energie).
Tieto príklady sú získané zo vzorky REFLEX-DXL, štatisticky kompletnej vzorky niektorých z najviac rôntgenových svetelných zhlukov nájdených v prieskume ROSAT All-Sky. ROSAT bolo röntgenové observatórium vyvinuté v 90. rokoch v spolupráci medzi Nemeckom, USA a Veľkou Britániou.
Obrázky poskytujú pohľad na farebné rozdelenie entropie, kde hodnoty stúpajú z modrej, zelenej, žltej na červenú a bielu.
Pôvodný zdroj: ESA Portal
