A Világegyetem legnagyobb ütközése

1098

A Föld körül keringő XMM-Newton és Chandra röntgenteleszkópok két galaxishalmaz egyetlen óriási halmazzá történő összeolvadására utaló jeleket detektáltak. A felfedezés újabb érvvel támasztja alá azt, hogy a galaxishalmazok sokkal nagyobb sebességgel olvadhatnak össze, mint azt korábban gondolták.

Egyedi galaxisok összeütközésekor és egybeolvadásakor az űrbe messze kinyúló, gázt és csillagokat tartalmazó árapály-csóvák dobódnak ki, jelezve az ütközés tényét. Egész galaxishalmazok esetében a jelenség felismerése nem ilyen egyszerű. Renato Dupkenek és kollégáinak a michigani egyetemről azonban éppen ezt sikerült kimutatni az Abell 576 katalógusjelű galaxishalmaz esetében a két röntgenteleszkóp segítségével. Mint kiderült, ez a halmaz nagyon hasonlít a már korábbról ismert Lövedék-halmazhoz, amely világosan mutatja oldalnézetből az ütközés jeleit, míg az Abell 576-ra hosszanti irányban látunk rá, így nehezebb volt elkülöníteni az ütközés egy irányba eső komponenseit. (A Lövedék-halmaz – "Bullet Cluster" – esetében az almán áthatoló puskagolyóhoz hasonlóan vágtat keresztül egy kisebb, nagy sebességű galaxishalmaz a nagyobb halmazon.)

A Lövedék-halmaz kompozit képe, melyet a 6,5 m-es Magellan és a Hubble Űrteleszkóp optikai felvételei (fehér és narancsszínű galaxisok a háttérben), illetve a Chandra röntgenmegfigyelései alapján állítottak össze. Rózsaszín jelzi a halmazbeli gázt, míg a kék szín a halmazbeli sötét anyagot, melynek gravitációs hatása torzítja a háttérben lévő objektumok képét. (NASA/CXC/CfA/M. Markevitch, NASA/STScI, Magellan/U. Arizona/D. Clowe, ESO WFI)

A korábbi röntgenmérések már utaltak arra, hogy az Abell 576-ban a halmazbeli gáz mozgása térben nem egyenletes. Dupke és csoportja az XMM-Newton rendkívüli érzékenységét és a Chandra nagy térbeli felbontását kihasználva a galaxishalmaz két helyén végzett mérést, és azt találta, hogy ezekben a pozíciókban a halmazbeli gáz sebessége jelentősen eltér. Úgy tűnik, mintha a halmaz egyik része távolodna tőlünk, a másik pedig közeledne felénk.

A Chandra röntgenfelvétele az Abell 576 összeolvadó galaxishalmazról. A képen megjelölték azon zónák kontúrjait, ahol a radiális sebességeket mérték. (University of Michigan/R. Dupke)

A mozgó gáz az 50 millió fokos hőmérsékletével azonban jóval hidegebbnek bizonyult, mint amilyennek az adott sebesség mellett lennie kéne (legalább 100 millió fok). A kutatók szerint ezt az ellentmondást csak úgy lehet feloldani, ha az Abell 576 halmazt a Lövedék-halmazhoz hasonlónak tekintjük, de míg ott a két halmaz világosan elkülöníthető (az ütközés tengelye nagyjából merőleges a látóirányra), itt a két halmaz közül az egyik éppen takarja a másikat. Az ütközést túlélő, s most megmért hideg gázfelhők a halmazok magjaiban találhatók, de végső soron ezek is össze fognak majd olvadni.

Az adatok alapján a két halmaz 3300 km/s-nál is nagyobb sebességgel találkozott, ami azért érdekes, mert számítógépes szimulációk szerint ilyen nagy értéket az ütköző halmazok nem érhetnek el. Mindazonáltal a Lövedék-halmaznál mért érték is hasonló az Abell 576 sebességéhez, azaz úgy tűnik, hogy az elméletek ellenére ilyen nagy sebességek mégis előfordulhatnak.

A halmaz-halmaz ütközések ritkák, a becslések szerint minden száz, esetleg ezer halmaz esetében egyszer fordulnak elő. Az ütközéskor a halmazbeli gáz megszűnik egyensúlyi állapotban lenni, s ha esetleg nem detektálható, akkor ez a halmaz tömegének 5-20 százalékos alábecslését is okozhatja. Az ütköző halmazok azonosítása azért lényeges feladat, mert a különböző galaxishalmazok tömege jelentős szerepet játszik a kozmológiai paraméterek becslésében, ezáltal az Univerzum tágulásának leírásában. Dupke és társai máris több olyan halmaz vizsgálatán dolgoznak, melyek szintén kölcsönhatónak tűnnek.

A mostani eredmények az Astrophysical Journal szaklapban fognak megjelenni.

Forrás: ESA News 2007. július 18., arXiv:0706.1073v1 [astro-ph]

Hozzászólás

hozzászólás