XMM-Нютонов образ на галактически клъстер. Кредит за изображение: ESA Кликнете за увеличение
Рентгеновата обсерватория на ESA, XMM-Newton, за първи път позволи на учените да проучат подробно историята на формирането на галактически клъстери не само с единични произволно избрани обекти, но и с пълна представителна извадка от клъстери.
Знанието как се формират тези масивни обекти е ключ към разбирането на миналото и бъдещето на Вселената.
Понастоящем учените основават своята добре обоснована картина на космическата еволюция на модел за формиране на структурата, при който първо се образуват малки структури, а след това те представляват по-големи астрономически обекти.
Галактическите клъстери са най-големите и наскоро образувани обекти в известната Вселена и те имат много свойства, които ги правят страхотни астрофизични „лаборатории“. Например, те са важни свидетели на процеса на формиране на структурата и важни „сонди“? за тестване на космологични модели.
За да тестваме успешно тези космологични модели, трябва да имаме добро наблюдателно разбиране на динамичната структура на отделните галактически клъстери от представителни клъстерни проби.
Например, трябва да знаем колко клъстери са добре развити. Трябва също да знаем кои клъстери са преживели скорошно гравитационно натрупване на маса и кои клъстери са в етап на сблъскване и сливане. В допълнение, точното измерване на масата на клъстера, извършено със същите данни от XMM-Newton, също е необходимо условие за количествените космологични изследвания.
Най-лесно видимата част от галактическите клъстери, т.е. звездите във всички галактики, съставляват само малка част от общото количество, което съставя клъстера. По-голямата част от наблюдаваната материя на клъстера е съставена от горещ газ (10-100 милиона градуса), хванат от гравитационната потенциална сила на клъстера. Този газ е напълно невидим за човешките очи, но поради температурата си, той се вижда от рентгеновата му емисия.
Тук идва XMM-Newton. С безпрецедентната си сила за събиране на фотони и способността на пространствено разрешена спектроскопия XMM-Newton е позволил на учените да извършват тези изследвания толкова ефективно, че не само единични обекти, но и цели представителни проби могат да бъдат изучавани рутинно. ,
XMM-Newton произвежда комбинация от рентгенови изображения (в различни рентгенови енергийни ленти, които могат да се смятат за различни рентгенови? Цветове?) И прави спектроскопични измервания на различни региони в клъстера.
Докато яркостта на изображението дава информация за плътността на газа в клъстера, цветовете и спектрите осигуряват индикация за вътрешната температура на газа в клъстера. От разпределението на температурата и плътността, физически много важните параметри на налягането и ентропията? може да се извлече и Ентропията е мярка за историята на отопление и охлаждане на физическа система.
Приложените три изображения илюстрират използването на разпределение на ентропията в рентгеновия светещ? газ като начин за идентифициране на различни физически процеси. Ентропията има уникалното свойство да намалява с радиационно охлаждане, да се увеличава поради отоплителните процеси, но да остане постоянна с компресия или разширяване при енергоспестяване.
Последното гарантира, че „вкаменелост“? на всяко отопление или охлаждане се поддържа, дори ако газът впоследствие променя налягането си адиабатно (при енергоспестяване).
Тези примери са взети от пробата REFLEX-DXL, статистически пълна проба от някои от най-рентгеновите светещи клъстери, открити в ROSAT All-Sky Survey. ROSAT е рентгенова обсерватория, разработена през 90-те години на миналия век в сътрудничество между Германия, САЩ и Великобритания.
Изображенията предоставят изгледи на ентропийното разпределение, кодирано в цвят, където стойностите се увеличават от синьо, зелено, жълто до червено и бяло.
Оригинален източник: ESA Portal
