Ett internationellt team av astronomer har kartlagt densiteten och temperaturen för röntgenstrålande gas i utkanten av ett avlägset galaxklynge. Resultaten, erhållna med det japanska röntgenteleskopet Suzaku, ger den första fullständiga röntgenbilden av ett galaxklynge och ger insikt i hur sådana kluster samlas.
"Dessa Suzaku-observationer är spännande eftersom vi äntligen kan se hur dessa strukturer, de största bundna föremålen i universum, växer ännu mer massivt," sade Matt George, studiens huvudförfattare vid University of California, Berkeley.
Teamet tränade Suzakus röntgenteleskop i det massiva galaxklusteret PKS 0745-191, som ligger 1,3 miljarder ljusår bort i den södra stjärnbilden Puppis. Mellan 11 och 14 maj 2007 förvärvade Suzaku fem bilder av den miljoner graden gas som genomsyrar klustret.
Röntgenbilderna av klustret hjälpte astronomer att mäta temperaturen och densiteten för gasen. Dessa ger ledtrådar om gastrycket och klusterens totala massa. Den hetaste, tätaste gasen ligger nära klustrets centrum, medan gastemperatur och densitet sjunker stadigt bort från mitten.
Astronomer tror att gasen i den inre delen av en galaxklynge har sänkt sig i ett ordnat "avslappnat" tillstånd i jämvikt med klusterens tyngdkraft. Men i de yttre regionerna, där galaxerna först börjar ett miljardårsstopp mot klustrets centrum, förblir gasen i ett oroligt tillstånd eftersom den fortfarande faller inåt.
"Kluster är de mest massiva, avslappnade föremål i universum, och de fortsätter att bildas nu", säger teammedlem Andy Fabian vid Cambridge Institute of Astronomy i Storbritannien.
För första gången visar denna studie röntgenemission och gastäthet och temperatur ut till regionen där gasen är störd och där klustret fortsätter att samlas.
"Det ger oss den första kompletta röntgenbilden av ett kluster av galaxer", sa Fabian.
I PKS 0745-191 toppar gastemperaturen 164 miljoner grader Fahrenheit (91 miljoner C) cirka 1,1 miljoner ljusår från klusterens centrum. Temperaturen sjunker smidigt med avståndet och sjunker till 45 miljoner F (25 miljoner C) mer än 5,6 miljoner ljusår från centrum.
För att mäta röntgenstrålning exakt vid klusterkanten krävs detektorer med exceptionellt lågt bakgrundsbrus. Suzaku har avancerade röntgendetektorer, och den ligger i en bana i låg höjd nära jordens magnetfält, som skyddar observatoriet från energiska partiklar från solen och därefter.
"Med fler Suzaku-observationer i utkanten av andra galaxkluster kommer vi att få en bättre bild av hur dessa massiva strukturer utvecklas," tillade George.
Suzaku (japansk för ”röd fågel i söder”) lanserades den 10 juli 2005. Observatoriet utvecklades vid det japanska institutet för rymd- och astronautisk vetenskap (ISAS), som är en del av det japanska byrån för rymdforskning (JAXA), i samarbete med NASA och andra japanska och amerikanska institutioner.
Resultaten publicerades i 11 maj-upplagan av Månadsmeddelanden från Royal Astronomical Society.
Källa: NASA
