Mezinárodní tým vědců objevil obrovskou vlnu horkého plynu, který se valil skrz kupu galaxií Perseus. Vlna je obří verze tzv. Vlny Kelvin-Helmholtz. Vznikají, když se dvě tekutiny protínají různou rychlostí: například když vítr fouká přes vodu.
V tomto případě byla vlna způsobena malým shlukem galaxií pasoucím se na klastru Perseus a rozjel řetěz událostí trvajících miliardy let. Zjištění se objevují v příspěvku v červnovém čísle časopisu Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti.
"Vlna, kterou jsme identifikovali, je spojena s prolétáním menšího shluku, což ukazuje, že sloučení, které vytvořilo tyto obří struktury, stále pokračuje." - Stephen Walker, Goddard Space Flight Center NASA.
"Perseus je jedním z nejhmotnějších blízkých klastrů a nejjasnější v rentgenových paprscích, takže data z Chandra nám poskytují bezkonkurenční detaily," řekl vedoucí vědec Stephen Walker v Goddardově vesmírném letovém centru NASA v Greenbeltu v Marylandu. "Vlna, kterou jsme identifikovali, je spojena s prolétáním menšího shluku, což ukazuje, že sloučení, které vytvořilo tyto obří struktury, stále pokračuje."
Shluk galaxií Perseus, známý také jako Abell 426, je vzdálený 240 miliónů světelných let a má průměr asi 11 miliónů světelných let. Je to jeden z nejmasivnějších objektů, o kterých víme, a je pojmenován po souhvězdí Perseus, které se objevuje ve stejné části oblohy.
Shluky galaxií jsou největší gravitačně vázané objekty ve vesmíru. Většina pozorovatelných látek v klastrech galaxií je plyn. Ale plyn je super horký - desítky milionů stupňů horký - což znamená, že vyzařuje rentgenové paprsky.
Rentgenová pozorování Perseus odhalila několik vlastností a struktur v plynové struktuře shluku. Některé z nich jsou bublinkové rysy způsobené superhmotnou černou dírou (SMBH) v NGC 1275, centrální galaxii clusteru Perseus. Další z těchto funkcí je známý jako „záliv“. Zátoka je konkávní prvek, který nemohl být vytvořen SMBH.
Zátoka je hádanka, protože neprodukuje žádné emise, které by se daly očekávat od něčeho, co by tvořilo SMBH. Zátoka také neodpovídá modelům chování plynu v této situaci.
Vedoucím vědcem studie je Stephen Walker z Goddard Space Flight Center NASA. Walker se obrátil k rentgenové observatoři Chandra, aby pomohl vyřešit tuto hádanku. Existující Chandra obrazy clusteru Perseus byly filtrovány, aby se zvýraznily okraje struktur a zviditelnily se jemné detaily.
Tyto filtrované a zpracované obrázky pak byly porovnány s počítačovými simulacemi sloučení klastrů galaxií. John ZuHone, astrofyzik z Harvard-Smithsonianova centra pro astrofyziku, vytvořil online katalog těchto simulací.
"Sloučení klastrů Galaxy představují nejnovější fázi formování struktury ve vesmíru." -John ZuHone, Harvard-Smithsonianovo centrum pro astrofyziku.
„Sloučení klastrů Galaxy představují nejnovější fázi formování struktury ve vesmíru. Hydrodynamické simulace fúzujících klastrů nám umožňují vyrábět funkce v horkém plynu a vyladit fyzikální parametry, jako je magnetické pole. Pak se můžeme pokusit přizpůsobit podrobné vlastnosti struktur, které pozorujeme v rentgenovém záření. “ -John ZuHone, Harvard-Smithsonianovo centrum pro astrofyziku.
Jedna ze simulací odpovídala tomu, co viděli astronomové v Perseusu. V něm se usadil velký shluk jako Perseus do dvou oblastí: chladnější oblast plynu kolem 30 milionů stupňů Celsia a teplejší oblast plynu téměř 100 milionů stupňů Celsia. V tomto modelu prochází klastr menší než Perseus, ale asi tisíckrát masivnější než Mléčná dráha, prochází blízko Perseusu a chybí jeho centrum asi 650 000 světelných let.
Stalo se to asi před 2,5 miliardami let a vyrazilo to na řadu událostí, které se stále hrály samy.
Přibližná chyba způsobila gravitační poruchu, která vytvořila rozšiřující se spirálu chladnějšího plynu. Na okraji spirály chladnějšího plynu se vytvořila obrovská vlna plynu, kde se protíná s horkým plynem. Toto je Kelvinova-Helmholtzova vlna na obrázcích.
"Domníváme se, že arkýř, který vidíme v Perseusu, je součástí vlny Kelvin-Helmholtz, možná největší dosud identifikované vlny, která se vytvořila podobně jako simulace," řekl Walker. "Také jsme identifikovali podobné rysy ve dvou dalších galaxiích, Centaurus a Abell 1795."
Studie poskytla další výhodu kromě toho, že spatřila neuvěřitelně obrovskou vlnu. Týmu umožnilo měřit magnetické vlastnosti klastru Perseus. Vědci zjistili, že síla magnetického pole v klastru ovlivnila velikost vlny plynu. Je to pole příliš silné, vlny se vůbec netvoří a pokud je magnetické pole příliš slabé, pak by byly vlny ještě větší.
Podle týmu neexistuje žádný jiný známý způsob měření magnetického pole.
Zdroj: Vědci najdou obrovskou vlnu, která se valí skrz cluster galaxií Perseus
