Klynger af galakser set af XMM-Newton. Klik for at forstørre
Galaxy-klynger er de største objekter i universet. ESAs XMM-Newton-observatorium har for nylig set to galakse-klynger, der gjorde det muligt for astronomer at lære, at disse klynger har større mængder af supernovaer af type 1a - eksploderende hvide dværgstjerner - end vores egen galakse.
Dybe observationer af to røntgenstråle lyse klynger af galakser med ESAs XMM-Newton-satellit gjorde det muligt for en gruppe internationale astronomer at måle deres kemiske sammensætning med en hidtil uset nøjagtighed. At kende den kemiske sammensætning af galakse klynger er af afgørende betydning for at forstå oprindelsen af kemiske elementer i universet.
Klynger eller konglomerater af galakser er de største objekter i universet. Ved at se på dem gennem optiske teleskoper er det muligt at se hundreder eller endda tusinder af galakser besætte et volumen et par millioner lysår på tværs. Sådanne teleskoper afslører imidlertid kun toppen af isbjerget. Faktisk er de fleste af atomerne i galakse-klynger i form af varm gas, der udsender røntgenstråling, med massen af den varme gas fem gange større end massen i klyngens galakser selv.
De fleste af de kemiske elementer, der produceres i stjernerne i galakse-klynger - udvist i det omgivende rum ved supernovaeksplosioner og af stjernevind - bliver en del af den varme røntgenstråle, der udsender gas. Astronomer opdeler supernovaer i to basistyper: 'kernekollaps' og 'Type Ia' supernovaer. Supernovaerne med 'kernekollaps' stammer fra, når en stjerne i slutningen af sit liv kollapser i en neutronstjerne eller et sort hul. Disse supernovaer producerer masser af ilt, neon og magnesium. Type Ia-supernovaer eksploderer, når en hvid dværgstjerne, der spiser stof fra en ledsagerstjerne, bliver for massiv og fuldstændigt går i opløsning. Denne type producerer masser af jern og nikkel.
Respektivt i november 2002 og august 2003 og i en og en halv dag hver gang gjorde XMM-Newton dybe observationer af de to galakse-klynger kaldet 'Sersic 159-03' og '2A 0335 + 096'. Takket være disse data kunne astronomerne bestemme forekomsten af ni kemiske elementer i klyngerne 'plasma' ?? bf? en gas, der indeholder ladede partikler, såsom ioner og elektroner.
Disse elementer inkluderer ilt, jern, neon, magnesium, silicium, argon, calcium, nikkel og - detekteret for første gang nogensinde i en galakse-klynge - krom. ”Sammenlignende overfloderne af de detekterede elementer med udbytterne af supernovaer, der er beregnet teoretisk, fandt vi, at omkring 30 procent af supernovaerne i disse klynger eksploderede hvide dværge ('Type Ia'), og resten var kollapsende stjerner i slutningen af deres liv ('kernekollaps'), ”sagde Norbert Werner fra SRON Netherlands Institute for Space Research (Utrecht, Holland) og en af hovedforfatterne af disse resultater.
”Dette tal er mellem værdien fundet for vores egen Galaxy (hvor Type Ia-supernovaer repræsenterer ca. 13 procent af supernovaernes 'befolkning') og den aktuelle frekvens af supernovae-begivenheder som bestemt af Lick Observatory Supernova Search-projektet (ifølge hvilket ca. 42 procent af alle observerede supernovaer er type Ia), ”fortsatte han.
Astronomerne fandt også, at alle supernova-modeller forudsiger meget mindre calcium end hvad der er observeret i klynger, og at den observerede nikkelforekomst ikke kan gengives af disse modeller. Disse uoverensstemmelser indikerer, at detaljerne i supernova berigelse endnu ikke er klart forstået. Da antagelse af klynger af galakser er retfærdige prøver af universet, kan deres røntgenspektroskopi være med til at forbedre supernovamodellerne.
Den rumlige fordeling af elementer over en klynge indeholder også information om klyngenes historie. Fordelingen af elementer i 2A 0335 + 096 indikerer en løbende fusion. Fordelingen af ilt og jern over Sersic 159-03 indikerer, at selvom det meste af berigelse med kernekollaps-supernovaer skete for længe siden, fortsætter Type Ia-supernovaer stadig med at berige den varme gas med tunge elementer, især i klyngen.
Originalkilde: ESA Portal
