XMM-Newtonový obraz galaxie. Obrazový kredit: ESA Klikněte pro zvětšení
Rentgenová observatoř ESA, XMM-Newton, poprvé vědcům umožnila podrobně studovat historii vzniku galaktických shluků, a to nejen s jednotlivými arbitrárně vybranými objekty, ale s úplným reprezentativním vzorkem shluků.
Vědět, jak se tyto masivní objekty tvořily, je klíčem k pochopení minulosti a budoucnosti vesmíru.
Vědci v současné době zakládají svůj opodstatněný obraz kosmického vývoje na modelu formování struktury, kde se nejprve vytvoří malé struktury a ty pak vytvoří větší astronomické objekty.
Shluky galaxií jsou největší a naposledy vytvořené objekty ve známém vesmíru a mají mnoho vlastností, díky nimž jsou skvělými astrofyzikálními laboratořemi. Například, oni jsou důležití svědci procesu formování struktury a důležité? Sondy? testovat kosmologické modely.
Abychom mohli úspěšně vyzkoušet takové kosmologické modely, musíme mít dobré pozorovací chápání dynamické struktury jednotlivých shluků galaxií z reprezentativních vzorků shluků.
Například musíme vědět, kolik klastrů se dobře vyvíjí. Musíme také vědět, které klastry zažily nedávné podstatné gravitační narůstání hmoty a které klastry jsou ve fázi srážky a slučování. Kromě toho je nezbytným předpokladem kvantitativních kosmologických studií přesné měření hmotnosti klastru, prováděné se stejnými daty XMM-Newton.
Nejsnadněji viditelná část shluků galaxií, tj. Hvězdy ve všech galaxiích, tvoří jen malou část z celkového množství toho, co tvoří shluk. Většina pozorovatelné hmoty klastru se skládá z horkého plynu (10 - 100 milionů stupňů) zachyceného gravitační potenciální silou klastru. Tento plyn je pro lidské oči zcela neviditelný, ale kvůli jeho teplotě je viditelný jeho rentgenovou emisí.
Zde přichází XMM-Newton. Díky své bezprecedentní schopnosti sběru fotonů a schopnosti prostorově rozlišené spektroskopie umožnil XMM-Newton vědcům provádět tyto studie tak efektivně, že lze rutinně studovat nejen jednotlivé objekty, ale i celé reprezentativní vzorky. .
XMM-Newton vytváří kombinaci rentgenových snímků (v různých pásmech rentgenové energie, které lze považovat za různé rentgenové barvy?) A provádí spektroskopická měření různých oblastí v klastru.
Zatímco jas obrazu poskytuje informaci o hustotě plynu v klastru, barvy a spektra poskytují indikaci vnitřní teploty plynu v klastru. Z distribuce teploty a hustoty, fyzicky velmi důležité parametry tlaku a? Entropie? lze také odvodit. Entropie je měřítkem historie vytápění a chlazení fyzického systému.
Doprovodné tři obrázky ilustrují použití distribuce entropie v rentgenovém světelném paprsku. plyn jako způsob identifikace různých fyzikálních procesů. Entropie má jedinečnou vlastnost, že se snižuje s radiačním chlazením, zvyšuje se v důsledku zahřívacích procesů, ale zůstává konstantní s kompresí nebo expanzí při zachování energie.
Ten zajišťuje, že? Fosilní záznam? Jakýkoli ohřev nebo chlazení je udržováno, i když plyn následně adiabaticky mění svůj tlak (při zachování energie).
Tyto příklady jsou čerpány ze vzorku REFLEX-DXL, statisticky úplného vzorku některých nejvíce rentgenových světelných klastrů nalezených v průzkumu ROSAT All-Sky. ROSAT byla rentgenová observatoř vyvinutá v 90. letech ve spolupráci mezi Německem, USA a Velkou Británií.
Obrázky poskytují pohledy na distribuci entropie kódované barevně, kde se hodnoty zvyšují z modré, zelené, žluté na červenou a bílou.
Původní zdroj: ESA Portal
