Shluky galaxií, jak je vidět XMM-Newton. Klikni pro zvětšení
Shluky galaxií jsou největší objekty ve vesmíru. Hvězdárna ESA XMM-Newton v nedávné době sledovala dva klastry galaxií, které astronomům umožnily zjistit, že tyto klastry mají vyšší množství supernovy typu 1a - explodující bílé trpasličí hvězdy - než naše vlastní galaxie.
Hluboká pozorování dvou rentgenových jasných shluků galaxií s XMM-Newtonovým satelitem ESA umožnilo skupině mezinárodních astronomů měřit své chemické složení s bezprecedentní přesností. Znalost chemického složení klastrů galaxií má zásadní význam pro pochopení původu chemických prvků ve vesmíru.
Klastry nebo konglomeráty galaxií jsou největší objekty ve vesmíru. Při pohledu na ně pomocí optických dalekohledů je vidět, jak stovky nebo dokonce tisíce galaxií zabírají objem několik milionů světelných let. Takové dalekohledy však odhalují pouze špičku ledovce. Ve skutečnosti je většina atomů v klastrech galaxií ve formě rentgenového záření emitujícího horký plyn, přičemž hmotnost horkého plynu je pětkrát větší než hmotnost samotných galaxií klastru.
Většina chemických prvků produkovaných ve hvězdách hvězdokup galaxií - vypuzených do okolního prostoru výbuchy supernov a hvězdnými větry - se stává součástí horkého rentgenového emitujícího plynu. Astronomové dělí supernovy na dva základní typy: „kolaps jádra“ a „typ Ia“ supernovy. „Kolaps jádra“ vznikne supernovou, když se hvězda na konci svého života zhroutí do neutronové hvězdy nebo do černé díry. Tito supernovy produkují hodně kyslíku, neonů a hořčíku. Supernovy typu Ia explodují, když se bílá trpaslík, která spotřebovává hmotu z doprovodné hvězdy, stane příliš masivní a úplně se rozpadne. Tento typ produkuje hodně železa a niklu.
Respektivně v listopadu 2002 a srpnu 2003, a pokaždé na jeden a půl dne, XMM-Newton provedl hluboká pozorování dvou galaxiových uskupení zvaných „Sersic 159-03“ a „2A 0335 + 096“. Díky těmto datům mohli astronomové určit množství devíti chemických prvků v plazmě shluků? Plazma? plyn obsahující nabité částice, jako jsou ionty a elektrony.
Tyto prvky zahrnují kyslík, železo, neon, hořčík, křemík, argon, vápník, nikl a - detekované vůbec poprvé v galaxii - chrom. "Porovnáním hojnosti detekovaných prvků s výtěžky supernov vypočítaných teoreticky jsme zjistili, že asi 30 procent supernov v těchto klastrech explodovalo bílé trpaslíky (" typ Ia ") a zbytek na konci jejich života zhroutil hvězdy („základní kolaps“), “řekl Norbert Werner z Nizozemského institutu pro výzkum vesmíru (Utrecht, Nizozemsko) a jednoho z hlavních autorů těchto výsledků.
„Toto číslo je mezi hodnotou nalezenou pro naši vlastní Galaxii (kde supernovy typu Ia představují asi 13 procent supernovových„ populace “) a aktuální frekvencí událostí supernov, jak je stanoveno v projektu Lick Observatory Supernova Search (podle kterého 42 procent všech pozorovaných supernov jsou typu Ia), “pokračoval.
Astronomové také zjistili, že všechny modely supernovy předpovídají mnohem méně vápníku, než co je pozorováno ve shlucích, a že pozorované množství niklu nelze těmito modely reprodukovat. Tyto nesrovnalosti naznačují, že podrobnosti o obohacení supernovy nejsou dosud jasně známy. Protože se shluky galaxií považují za spravedlivé vzorky vesmíru, jejich rentgenová spektroskopie může pomoci vylepšit supernovy modely.
Prostorové rozložení prvků v klastru také obsahuje informace o historii samotných klastrů. Rozdělení prvků v položkách 2A 0335 + 096 naznačuje pokračující fúzi. Distribuce kyslíku a železa přes Sersic 159-03 naznačuje, že zatímco k většině obohacení supernovy kolapsem jádra došlo již dávno, supernovy typu Ia stále pokračují v obohacování horkého plynu těžkými prvky, zejména v jádru shluku.
Původní zdroj: ESA Portal
