Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 17.12.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Исследования по программе Frontier Fields в рентгеновском диапазоне

Исследования по программе Frontier Fields в рентгеновском диапазоне
shortstoryf

Скопления галактик — огромные объединения нескольких сотен или даже тысяч галактик и обширных резервуаров горячего газа, объединённые массивными облаками тёмной материи. Эти космические гиганты изучаются исследователя не столько из-за их огромных размеров, а сколько из-за того, что хранят в себе ключи к пониманию того, как наша Вселенная развивалась в прошлом, и как она может выглядеть в будущем.

Чтобы больше узнать об этих скоплениях, включая и то, как они растут посредством столкновений, астрономы с помощью нескольких самых мощных телескопов в мире наблюдали за ними в различных длинах волн электромагнитного спектра. Всего в исследовании изучаются полдюжины таких скоплений, а сама программа исследований носит название Frontier Fields.

Как раз два скопления из этой программы и представлены здесь. Первое — MACS J0416.1–2403 или просто MACS J0416, второе — MACS J0717.5+3745 или MACS J0717. Скопление MACS J0416 расположилось на расстоянии примерно 4.3 миллиарда световых лет от Земли. Она представляет собой сливающуюся пару галактических групп, которые после объединения должна сформировать ещё большее скопление. MACS J0717 является самым сложным и запутанным скопление, поскольку в нём сливаются одновременно четыре группы галактик. Оно расположилось на расстоянии 5.4 миллиарда световых лет от Земли.

Опубликованные снимки этих двух скоплений были получены с помощью трёх телескопов: рентгеновской обсерватории «Чандра» (её данные показаны синим цветом), космического телескопа «Хаббла» (красный, зелёный и синий цвета) и наземной Очень Большой Антенной Решётки VLA (розовый цвет). Там, где рентгеновские данные пересекаются с радиоинформацией, изображение окрашивается в фиолетовый цвет. Астрономы также использовали данные от Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) в Индии, чтобы изучить свойства MACS J0416.

Данные «Чандры» показывают присутствие газа, который в скоплениях разогрет до миллионов градусов. Оптические данные показывают галактики в самих группах, а также другие галактики, находящиеся на заднем плане. Некоторые из этих фоновых объектов чрезвычайно искажены из-за эффекта гравитационного линзирования, возникающего в результате присутствия на переднем плане массивного объекта. Наконец, радио данные показывают присутствие огромных ударных волн и завихрений.

MACS J0416

  • MACS J0416.1-2403

    MACS J0416.1-2403. источник: X-ray: NASA/CXC/Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Switzerland/D.Harvey & NASA/CXC/Durham Univ/R.Massey; Optical & Lensing Map: NASA, ESA, D. Harvey (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Switzerland) and R. Massey (Durham University, UK)

  • MACS J0416.1-2403 оптический

    Источник: NASA, ESA, D. Harvey (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Switzerland) and R. Massey (Durham University, UK)

  • MACS J0416.1-2403 рентген

    Источник: NASA/CXC/Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Switzerland/D.Harvey & NASA/CXC/Durham Univ/R.Massey

У астрономов относительно скопления MACS J0416 есть один не решённый вопрос: мы видим начало слияния групп галактик, или оно уже произошло? До недавнего времени учёные были не в состоянии различить эти два события. Но теперь, объединив данные от всех телескопов, удалось получить ответ на этот и другие вопросы.

В этом скоплении тёмная материя, которая оставляет свой гравитационный отпечаток в оптических данных, и горячий газ, обнаруженный «Чандрой», хорошо коррелируют друг с другом. Это означает, что группы в скоплении были запечатлены до начала активного слияния. Если бы их наблюдали после, то тёмная материя и газ должны быть отделены друг от друга. Такой эффект можно наблюдать, например, в скоплении Пуля.

В левой верхней части скопления содержится компактное ядро горячего газа, которое наиболее удобно наблюдать только после специальной обработки изображения. Также здесь были обнаружены доказательства присутствия полости в газе, который испускает рентгеновское излучение. Наличие этих структур предполагает, что основное слияние ещё не произошло, иначе эти особенности были бы уничтожены. Наконец, недостаток чётких структур по данным радио изображений больше также говорит в пользу того, что слияние всё ещё только должно состояться. В скоплении, которое расположено в нижней правой части MACS J0416, учёные отмечают резкое изменение в плотности, особенно на южном краю группы. Это изменение, скорее всего, вызвано столкновением этого компонента скопления с менее массивной структурой, расположившейся ещё ближе к нижнему правому углу.

MACS J0717

  • MACS J0717

    MACS J0717. Источник: X-ray: NASA/CXC/SAO/van Weeren et al.; Optical: NASA/STScI; Radio: NRAO/AUI/NSF

  • MACS J0717 оптический

    MACS J0717 оптический. Источник: NASA/STScI

  • MACS J0717 радио

    MACS J0717 радио. Источник: NRAO/AUI/NSF

  • MACS J0717 рентген

    MACS J0717 рентген. Источник: NASA/CXC/SAO/van Weeren et al.

С помощью комплекса VLA удалось установить, что в скоплении MACS J0717 присутствует целых семь гравитационно-линзированных источников. Таким образом, это скопление содержит самое большое количество известных линзированных объектов из всех галактических групп. Все они видны только в радиодиапазоне, но, как оказалось, два из них можно обнаружить и на снимках в рентгеновском диапазоне от аппарата «Чандра».

Все линзированные в радиодиапазоне источники являются галактиками, расположенными между 7.8 и 10.4 миллиардами световых лет от Земли. Яркость этих галактик в радиоволнах показывает, что они содержат области активного звездообразования. Естественно, без присутствия гравитационной линзы эти источники были бы слишком тусклые, чтобы их наблюдать. А два источника, обнаруженные в рентгене, вероятнее всего, являются активными ядрами галактик — компактными, яркими источниками, приводимые в жизнь разогретым до миллионов градусов газом, когда он падает в направлении чёрной дыры. Эти два источника можно обнаружить в рентгене и без линзирования, но в этом случае они будут в два — три раза тусклее.

В скоплении MACS J0717 присутствуют большие радиоэмиссионные дуги, которые существенно отличаются от тех же объектов в MACS J0416. В первую очередь это связано с тем, что изначально в скоплении произошли многократные столкновения. Вообще, рентгеновская эмиссия во втором скоплении существенно больше, потому что здесь есть как минимум четыре галактических группы, которые очень активно сталкиваются.

По информации Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google