O echipă internațională de oameni de știință a descoperit un val enorm de gaz fierbinte care se îndreaptă prin clusterul galaxiei Perseus. Valul este o versiune uriașă a ceea ce se numește val Kelvin-Helmholtz. Acestea sunt create atunci când două lichide se intersectează cu viteze diferite: de exemplu, când vântul bate peste apă.
În acest caz, valul a fost cauzat de un mic grup de galaxii care pășește clusterul Perseus și de a lansa un lanț de evenimente care durează miliarde de ani. Rezultatele apar într-o lucrare din numărul din iunie 2017 al jurnalului lunar Notificări al Royal Astronomical Society.
„Valul pe care l-am identificat este asociat cu volanul unui grup mai mic, ceea ce arată că activitatea de fuziune care a produs aceste structuri gigant este încă în desfășurare.” - Stephen Walker, Centrul de zbor spațial Goddard al NASA.
„Perseus este unul dintre cele mai masive grupări din apropiere și cel mai strălucitor din razele X, astfel încât datele Chandra ne oferă detalii inegalabile”, a spus omul de știință Stephen Walker, de la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA din Greenbelt, Maryland. „Valul pe care l-am identificat este asociat cu volanul unui grup mai mic, ceea ce arată că activitatea de fuziune care a produs aceste structuri gigant este încă în desfășurare.”
Clusterul galaxiei Perseus, cunoscut și sub numele de Abell 426, se află la 240 de milioane de ani-lumină distanță și este de aproximativ 11 milioane de ani-lumină. Este unul dintre cele mai masive obiecte pe care le cunoaștem și poartă numele de constelația Perseus, care apare în aceeași parte a cerului.
Clusterele Galaxy sunt cele mai mari obiecte legate gravitațional din Univers. Cea mai mare parte a materiei observabile din grupele de galaxii este gazul. Dar gazul este foarte cald - zeci de milioane de grade fierbinți - ceea ce înseamnă că emite raze X.
Observațiile cu raze X ale lui Perseus au scos la iveală mai multe caracteristici și structuri în structura gazelor din cluster. Unele dintre ele sunt caracteristici asemănătoare cu bule cauzate de gaura neagră super-masivă (SMBH) din NGC 1275, galaxia centrală a clusterului Perseus. O altă dintre aceste caracteristici este cunoscută sub numele de „golful”. Golful este o caracteristică concavă care nu ar fi putut fi formată de SMBH.
Golful este un puzzle deoarece nu produce emisii, ceea ce ar fi de așteptat la ceva format dintr-un SMBH. Golful nu se conformează, de asemenea, modelelor privind modul în care ar trebui să se comporte gazul în această situație.
Omul de știință din spatele studiului este Stephen Walker la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA. Walker a apelat la Observatorul de raze X Chandra pentru a ajuta la rezolvarea acestui puzzle. Imaginile Chandra existente ale clusterului Perseus au fost filtrate pentru a evidenția marginile structurilor și pentru a face mai vizibile detaliile subtile.
Aceste imagini filtrate și procesate au fost apoi comparate cu simulările computerizate ale fuziunii grupurilor de galaxii. John ZuHone, astrofizician la Centrul de Astrofizică Harvard-Smithsonian, a creat un catalog online al acestor simulări.
„Fuziunile clusterului Galaxy reprezintă cea mai recentă etapă de formare a structurii în cosmos.” -John ZuHone, Centrul pentru Astrofizică Harvard-Smithsonian.
„Fuziunile clusterului Galaxy reprezintă cea mai recentă etapă de formare a structurii din cosmos. Simulările hidrodinamice ale grupurilor de fuziune ne permit să producem caracteristici în gazul fierbinte și să reglăm parametrii fizici, precum câmpul magnetic. Atunci putem încerca să potrivim caracteristicile detaliate ale structurilor pe care le observăm în razele X. " -John ZuHone, Centrul pentru Astrofizică Harvard-Smithsonian.
Una dintre simulări se potrivea cu ceea ce vedeau astronomi în Perseus. În ea, un grup mare ca Perseus s-a așezat în două regiuni: o regiune mai rece a gazului în jurul valorii de 30 de milioane de grade Celsius și o regiune mai caldă de gaz la aproape 100 de milioane de grade Celsius. În acest model, un grup mai mic decât Perseus, dar de aproximativ o mie de ori mai masiv decât Calea Lactee trece aproape de Perseus, lipsindu-și centrul cu aproximativ 650.000 de ani-lumină.
Acest lucru s-a întâmplat în urmă cu aproximativ 2,5 miliarde de ani și a pornit un lanț de evenimente care încă se joacă.
Nebunia aproape a provocat o perturbare gravitațională care a creat o spirală în expansiune a gazului mai rece. Un val enorm de gaz s-a format la marginea spiralei de gaz mai rece, unde se intersectează cu gazul mai cald. Acesta este valul Kelvin-Helmholtz văzut în imagini.
„Credem că caracteristica de golf pe care o vedem în Perseus face parte dintr-un val Kelvin-Helmholtz, poate cel mai mare încă identificat, care s-a format în același mod în care arată simularea”, a spus Walker. „Am identificat, de asemenea, caracteristici similare în alte două grupări de galaxii, Centaurus și Abell 1795.”
Studiul a oferit un alt beneficiu în afară de simpla depistare a unui val imposibil de enorm. A permis echipei să măsoare proprietățile magnetice ale clusterului Perseus. Cercetătorii au descoperit că puterea câmpului magnetic din cluster a afectat dimensiunea undei de gaz. Câmpul este prea puternic, undele nu se formează deloc și, dacă câmpul magnetic este prea slab, undele ar fi și mai mari.
Potrivit echipei, nu există o altă modalitate cunoscută de a măsura câmpul magnetic.
Sursa: Oamenii de știință găsesc valuri uriașe care se rostogolesc prin clusterul Galaxy Perseus
