Astronomer opdager kraftfuldt kosmisk dobbeltfald

Astronomer har opdaget et kosmisk et-to slag i modsætning til nogen nogensinde før. To af de mest magtfulde fænomener i universet, et supermassivt sort hul, og kollisionen af ​​gigantiske galaksehobe, har kombineret for at skabe en fantastisk kosmisk partikelaccelerator.

Ved at kombinere data fra NASAs Chandra X-ray Observatory, Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) i Indien, NSF's Karl G. Jansky Very Large Array, og andre teleskoper, forskere har fundet ud af, hvad der sker, når stof, der udstødes af et gigantisk sort hul, fejes op i en sammensmeltning af to enorme galaksehobe.

"Vi har set hvert af disse spektakulære fænomener adskilt mange steder, " sagde Reinout van Weeren fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) i Cambridge, Masse., der ledede undersøgelsen, der vises i det første nummer af tidsskriftet Natur astronomi . "Det er første gang, imidlertid, at vi så dem tydeligt knyttet sammen i det samme system."

Denne kosmiske dobbeltmoral findes i et par kolliderende galaksehobe kaldet Abell 3411 og Abell 3412, der ligger omkring to milliarder lysår fra Jorden. De to klynger er begge meget massive, hver vejer omkring en kvadrillion - eller en million milliarder - gange Solens masse.

Det kometformede udseende af røntgenstrålerne opdaget af Chandra er produceret af varm gas fra den ene klynge, der pløjer gennem den varme gas fra den anden klynge. Optiske data fra Keck Observatory og Japans Subaru-teleskop, både på Mauna Kea, Hawaii, opdagede galakserne i hver hob.

Først, mindst en omgang, supermassive sorte hul i en af ​​galaksehobene frembragte et roterende, tæt viklet magnetisk tragt. De kraftige elektromagnetiske felter forbundet med denne struktur har accelereret noget af den indstrømmende gas væk fra nærheden af ​​det sorte hul i form af en energisk, højhastigheds-jet.

Derefter, disse accelererede partikler i jetflyet blev accelereret igen, da de stødte på kolossale chokbølger – kosmiske versioner af lydboom genereret af supersoniske fly – frembragt af kollisionen af ​​de massive gasskyer forbundet med galaksehobene.

"Det er næsten som at affyre en raket i lavt kredsløb om Jorden og derefter blive skudt ud af solsystemet af et andet raketudbrud, " sagde medforfatter Felipe Andrade-Santos, også af CfA. "Disse partikler er blandt de mest energiske partikler observeret i universet, takket være den dobbelte indsprøjtning af energi."

Denne opdagelse løser et mangeårigt mysterium inden for galaksehobeforskning om oprindelsen af ​​smukke hvirvler af radioemission, der strækker sig i millioner af lysår, detekteret i Abell 3411 og Abell 3412 med GMRT.

Holdet fastslog, at når chokbølgerne rejser hen over klyngen i hundreder af millioner af år, de dobbelt accelererede partikler producerer gigantiske hvirvler af radioemission.

"Dette resultat viser, at en bemærkelsesværdig kombination af kraftfulde begivenheder genererer disse partikelaccelerationsfabrikker, som er de største og mest magtfulde i universet, " sagde medforfatter William Dawson fra Lawrence Livermore National Lab i Livermore, Californien "Det er lidt poetisk, at der skulle en kombination af verdens største observatorier til for at forstå dette."

Disse resultater blev præsenteret på det 229. møde i American Astronomical Society møde i Grapevine, TX. NASAs Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama, administrerer Chandra-programmet for NASA's Science Mission Directorate i Washington. Smithsonian Astrophysical Observatory i Cambridge, Massachusetts, kontrollerer Chandras videnskab og flyveoperationer.