XMM-Newton bilde av galakse klyngen. Bildekreditt: ESA Klikk for å forstørre
ESAs røntgenobservatorium, XMM-Newton, har for første gang tillatt forskere å studere i detalj formasjonshistorien til galakse-klynger, ikke bare med enkelt vilkårlig utvalgte objekter, men med en fullstendig representativ prøve av klynger.
Å vite hvordan disse massive objektene dannet er en nøkkel til å forstå universets fortid og fremtid.
Forskere baserer for tiden sitt velbegrunnede bilde av den kosmiske evolusjonen på en modell for strukturdannelse der små strukturer dannes først og disse utgjør deretter større astronomiske objekter.
Galaxy-klynger er de største og sist dannede objektene i det kjente universet, og de har mange egenskaper som gjør dem til fantastiske astrofysiske laboratorier. For eksempel er de viktige vitner om strukturdannelsesprosessen og viktige "sonder"? å teste kosmologiske modeller.
For å kunne teste slike kosmologiske modeller, må vi ha en god observasjonsforståelse av den dynamiske strukturen til de enkelte galakse-klyngene fra representative klyngeprøver.
For eksempel må vi vite hvor mange klynger som er godt utviklet. Vi må også vite hvilke klynger som har opplevd en nylig betydelig gravitasjonsakkresisjon av masse, og hvilke klynger som er i et stadium av kollisjon og sammenslåing. I tillegg er en presis klyngemassemåling, utført med de samme XMM-Newton-data, også en nødvendig forutsetning for kvantitative kosmologiske studier.
Den mest synlige delen av galakse-klynger, dvs. stjernene i alle galakser, utgjør bare en liten brøkdel av totalen av det som utgjør klyngen. Det meste av det observerbare stoffet i klyngen er sammensatt av en varm gass (10-100 millioner grader) fanget av gravitasjonspotensialkraften til klyngen. Denne gassen er helt usynlig for menneskers øyne, men på grunn av sin temperatur er den synlig ved røntgenutslipp.
Det er her XMM-Newton kommer inn. Med sin enestående fotoninnsamlingskraft og evne til romlig oppløst spektroskopi har XMM-Newton gjort det mulig for forskere å utføre disse studiene så effektivt at ikke bare enkeltobjekter, men også hele representative prøver kan studeres rutinemessig .
XMM-Newton produserer en kombinasjon av røntgenbilder (i forskjellige røntgenenergibånd, som kan tenkes å være forskjellige røntgenfarger?), Og gjør spektroskopiske målinger av forskjellige regioner i klyngen.
Mens bildets lysstyrke gir informasjon om gasstettheten i klyngen, gir fargene og spektraene en indikasjon på klyngens interne gasstemperatur. Fra temperatur og tetthetsfordeling, de fysisk veldig viktige parametere for trykk og? Entropi? kan også avledes. Entropy er et mål på historien om varme og kjøling av et fysisk system.
De medfølgende tre bildene illustrerer bruken av entropidistribusjon i "røntgenlysende" gass som en måte å identifisere forskjellige fysiske prosesser. Entropy har den unike egenskapen å avta med strålingskjøling, øke på grunn av varmeprosesser, men forblir konstant med kompresjon eller ekspansjon under energibesparing.
Sistnevnte sikrer at det er en fossilrekord? av oppvarming eller kjøling opprettholdes selv om gassen deretter endrer trykket adiabatisk (under energibesparing).
Disse eksemplene er hentet fra REFLEX-DXL-prøven, en statistisk komplett prøve av noen av de mest røntgenstrålende lysklyngene som er funnet i ROSAT All-Sky Survey. ROSAT var et røntgenobservatorium som ble utviklet på 1990-tallet i samarbeid mellom Tyskland, USA og Storbritannia.
Bildene gir utsikt over entropidistribusjonen kodet i farger der verdiene øker fra blått, grønt, gult til rødt og hvitt.
Originalkilde: ESA Portal
