XMM-Newton bild av galaxklyngen. Bildkredit: ESA Klicka för förstoring
ESA: s röntgenobservatorium, XMM-Newton, har för första gången tillåtit forskare att studera i detalj bildningshistoriken för galaxkluster, inte bara med enstaka godtyckligt utvalda föremål, utan med ett fullständigt representativt prov av kluster.
Att veta hur dessa massiva föremål bildas är en nyckel till att förstå universums förflutna och framtid.
Forskare baserar för närvarande sin välgrundade bild av den kosmiska utvecklingen på en modell för strukturbildning där små strukturer bildas först och dessa utgör sedan större astronomiska objekt.
Galaxy-kluster är de största och senast bildade föremålen i det kända universum, och de har många egenskaper som gör dem till stora astrofysiska laboratorier. Till exempel är de viktiga vittnen till strukturbildningsprocessen och viktiga "sonder"? att testa kosmologiska modeller.
För att framgångsrikt testa sådana kosmologiska modeller måste vi ha en god observationsförståelse av den dynamiska strukturen för de enskilda galaxklyngarna från representativa klusterprover.
Till exempel måste vi veta hur många kluster som väl utvecklas. Vi måste också veta vilka kluster som har upplevt en betydande gravitationsanslutning av massa och vilka kluster som befinner sig i ett skede av kollision och sammanslagning. Dessutom är en exakt mätning av klustermassan, utförd med samma XMM-Newton-data, också en nödvändig förutsättning för kvantitativa kosmologiska studier.
Den mest synliga delen av galaxkluster, dvs stjärnorna i alla galaxerna, utgör endast en liten bråkdel av det totala av det som utgör klustret. Det mesta av det observerbara ämnet i klustret består av en varm gas (10-100 miljoner grader) som fångas av gravitationspotentialkraften i klustret. Denna gas är helt osynlig för mänskliga ögon, men på grund av dess temperatur är den synlig genom sin röntgenstrålning.
Det är här XMM-Newton kommer in. Med sin oöverträffade fotonuppsamlingskraft och kapacitet för rumsligt upplöst spektroskopi har XMM-Newton gjort det möjligt för forskare att utföra dessa studier så effektivt att inte bara enstaka objekt, utan också hela representativa prover kan studeras rutinmässigt .
XMM-Newton producerar en kombination av röntgenbilder (i olika röntgenenergiband, som kan betraktas som olika röntgenfärger?), Och gör spektroskopiska mätningar av olika regioner i klustret.
Medan bildens ljusstyrka ger information om gastätheten i klustret, ger färger och spektra en indikation på klusterets interna gastemperatur. Från temperatur- och densitetsfördelningen, de fysiskt mycket viktiga parametrarna för tryck och? Entropi? kan också härledas. Entropi är ett mått på värme- och kylhistoriken för ett fysiskt system.
De bifogade tre bilderna illustrerar användningen av entropidistribution i den röntgenstrålande lysande? gas som ett sätt att identifiera olika fysiska processer. Entropy har den unika egenskapen att minska med strålningskylning, öka på grund av uppvärmningsprocesser, men förblir konstant med kompression eller expansion under energibesparing.
Det senare säkerställer att en "fossil post"? av värme eller kylning hålls även om gasen därefter ändrar sitt tryck adiabatiskt (under energibesparing).
Dessa exempel är hämtade från REFLEX-DXL-provet, ett statistiskt fullständigt prov av några av de mest röntgenstrålande lysande kluster som finns i ROSAT All-Sky Survey. ROSAT var ett röntgenobservatorium som utvecklades på 1990-talet i samarbete mellan Tyskland, USA och Storbritannien.
Bilderna visar vyer över entropidistributionen i färger där värdena ökar från blått, grönt, gult till rött och vitt.
Originalkälla: ESA Portal
