Klynger av galakser sett av XMM-Newton. Klikk for å forstørre
Galaxy-klynger er de største objektene i universet. ESAs XMM-Newton-observatorium observerte nylig to galakse-klynger som gjorde det mulig for astronomer å lære at disse klyngene har større mengder type 1a-supernovaer - eksploderende hvite dvergstjerner - enn vår egen galakse.
Dype observasjoner av to lyse røntgenklynger av galakser med ESAs XMM-Newton-satellitt gjorde det mulig for en gruppe internasjonale astronomer å måle sin kjemiske sammensetning med en enestående nøyaktighet. Å kjenne til den kjemiske sammensetningen av galakse klynger er av avgjørende betydning for å forstå opprinnelsen til kjemiske elementer i universet.
Klynger, eller konglomerater, av galakser er de største objektene i universet. Ved å se på dem gjennom optiske teleskoper er det mulig å se hundrevis eller til og med tusenvis av galakser oppta et volum noen millioner lysår over. Slike teleskoper avslører imidlertid bare toppen av isfjellet. Faktisk er de fleste atomene i galakse klynger i form av varm gass som avgir røntgenstråling, med massen av den varme gassen fem ganger større enn massen i klyngens galakser selv.
De fleste av de kjemiske elementene som produseres i stjernene i galakse klynger - utvist ut i det omkringliggende rommet av supernovaeksplosjoner og av stjernevind - blir en del av den varme røntgenstrålegassen. Astronomer deler supernovaer i to grunntyper: ‘kjernekollaps’ og ‘Type Ia’ supernovaer. Supernovaene fra ‘kjernekollaps’ har sin opprinnelse når en stjerne på slutten av sitt liv kollapser til en nøytronstjerne eller et svart hull. Disse supernovaene produserer mye oksygen, neon og magnesium. Type Ia-supernovaene eksploderer når en hvit dvergstjerne som spiser materie fra en følgesvennstjerne blir for massiv og fullstendig går i oppløsning. Denne typen produserer mye jern og nikkel.
Respektivt i november 2002 og august 2003, og i en og en halv dag hver gang, gjorde XMM-Newton dype observasjoner av de to galakse-klyngene kalt ‘Sersic 159-03’ og ‘2A 0335 + 096’. Takket være disse dataene kunne astronomene bestemme forekomsten av ni kjemiske elementer i klyngene "plasma" ?? bf? en gass som inneholder ladede partikler som ioner og elektroner.
Disse elementene inkluderer oksygen, jern, neon, magnesium, silisium, argon, kalsium, nikkel og - oppdaget for første gang noensinne i en galakse-klynge - krom. "Sammenlignet overflodene av de påviste elementene med utbyttet av supernovaer beregnet teoretisk, fant vi at omtrent 30 prosent av supernovaene i disse klyngene eksploderte hvite dverger ('Type Ia') og resten var kollapsende stjerner på slutten av livet ('kjernekollaps'), »sa Norbert Werner fra SRON Netherlands Institute for Space Research (Utrecht, Nederland) og en av hovedforfatterne av disse resultatene.
“Dette tallet ligger i mellom verdien som er funnet for vår egen Galaxy (der Type Ia-supernovaer representerer omtrent 13 prosent av supernovaene 'befolkning') og den nåværende frekvensen av supernovahendelser som bestemt av Lick Observatory Supernova Search-prosjektet (ifølge hvilken ca. 42 prosent av alle observerte supernovaer er type Ia), fortsatte han.
Astronomene fant også ut at alle supernova-modeller forutsier mye mindre kalsium enn hva som er observert i klynger, og at den observerte nikkelforekomsten ikke kan reproduseres av disse modellene. Disse avvikene indikerer at detaljene om supernovaberikelse ennå ikke er tydelig forstått. Siden klynger av galakser antas å være rettferdige prøver av universet, kan deres røntgenspektroskopi bidra til å forbedre supernova-modellene.
Den romlige fordelingen av elementer over en klynge inneholder også informasjon om historien til klyngene selv. Fordelingen av elementer i 2A 0335 + 096 indikerer en pågående fusjon. Distribusjonen av oksygen og jern over Sersic 159-03 indikerer at mens det meste av berikelsen ved kjernekollaps-supernovaene skjedde for lenge siden, fortsetter Type Ia-supernovaer fortsatt å berike den varme gassen med tunge elementer, spesielt i kjerne av klyngen.
Originalkilde: ESA Portal
