XMM-Newton billede af galakse klynge. Billedkredit: ESA Klik for større billede
ESAs røntgenobservatorium, XMM-Newton, har for første gang givet forskere mulighed for i detaljer at undersøge dannelseshistorien for galakse-klynger, ikke kun med enkelte vilkårligt valgte objekter, men med en komplet repræsentativ prøve af klynger.
At vide, hvordan disse massive objekter dannet er en nøgle til at forstå universets fortid og fremtid.
Videnskabsmænd baserer i øjeblikket deres velbegrundede billede af den kosmiske udvikling på en model for strukturdannelse, hvor små strukturer først dannes og disse udgør derefter større astronomiske objekter.
Galaxy-klynger er de største og senest dannede objekter i det kendte univers, og de har mange egenskaber, der gør dem til store astrofysiske laboratorier. For eksempel er de vigtige vidner til strukturdannelsesprocessen og vigtige "sonder"? at teste kosmologiske modeller.
For at kunne teste sådanne kosmologiske modeller skal vi have en god observationsforståelse af den dynamiske struktur i de enkelte galakse-klynger fra repræsentative klyngeprøver.
For eksempel skal vi vide, hvor mange klynger der er godt udviklet. Vi er også nødt til at vide, hvilke klynger, der har oplevet en nylig betydelig gravitationsmæssig akkretion af masse, og hvilke klynger, der er i et stadie med kollision og fusion. Derudover er en nøjagtig måling af klyngemassen, udført med de samme XMM-Newton-data, også en nødvendig forudsætning for kvantitative kosmologiske undersøgelser.
Den mest synlige del af galakse klynger, dvs. stjernerne i alle galakser, udgør kun en lille brøkdel af det samlede antal af det, der udgør klyngen. Det meste af det observerbare stof i klyngen er sammensat af en varm gas (10-100 millioner grader) fanget af tyngdepotentialkraften i klyngen. Denne gas er fuldstændig usynlig for menneskers øjne, men på grund af dens temperatur er den synlig ved dens røntgenemission.
Det er her XMM-Newton kommer ind. Med sin hidtil uset fotonopsamlingskraft og evne til rumligt opløst spektroskopi har XMM-Newton gjort det muligt for forskere at udføre disse undersøgelser så effektivt, at ikke kun enkelte objekter, men også hele repræsentative prøver kan studeres rutinemæssigt .
XMM-Newton producerer en kombination af røntgenbilleder (i forskellige røntgen-energibånd, der kan betragtes som forskellige røntgen-farver?), Og foretager spektroskopiske målinger af forskellige regioner i klyngen.
Mens billedets lysstyrke giver information om gastætheden i klyngen, giver farver og spektre en indikation af klyngens interne gastemperatur. Fra temperatur- og densitetsfordeling, de fysisk meget vigtige parametre for tryk og? Entropi? kan også afledes. Entropi er et mål på historien om opvarmning og afkøling af et fysisk system.
De ledsagende tre billeder illustrerer brugen af entropidistribution i det? Røntgenlysende? gas som en måde at identificere forskellige fysiske processer. Entropi har den unikke egenskab ved at falde med strålekøling, øges på grund af opvarmningsprocesser, men forbliver konstant med kompression eller ekspansion under energibesparelse.
Sidstnævnte sikrer, at en? Fossil rekord? af enhver opvarmning eller afkøling opbevares, selvom gassen derefter ændrer sit tryk adiabatisk (under energibesparelse).
Disse eksempler er trukket fra REFLEX-DXL-prøven, en statistisk komplet prøve af nogle af de mest røntgenstrålende lysklynger, der findes i ROSAT All-Sky Survey. ROSAT var et røntgenobservatorium, der blev udviklet i 1990'erne i samarbejde mellem Tyskland, USA og UK.
Billederne giver visninger af entropidistributionen, der er kodet i farve, hvor værdierne stiger fra blå, grøn, gul til rød og hvid.
Originalkilde: ESA Portal
