Afdækning af den hemmelige lov om udviklingen af ​​galaksehobe

Mens videnskabsentusiaster over hele verden siger farvel til den legendariske kosmolog Stephen Hawking, forskere fortsætter med at gøre vigtige opdagelser om udviklingen af ​​galaksehobe, der fanger fantasien.

Nu, et internationalt samarbejde mellem Yutaka Fujita ved Osaka University og forskere fra Taiwan, Italien, Japan, og USA fandt en ny grundlæggende lov, der foreskriver udviklingen af ​​galaksehobe. De rapporterede for nylig undersøgelsen i The Astrofysisk tidsskrift .

Galaksehobe er det største himmellegeme i universet (fig. 1). Imidlertid, det har været svært at måle deres størrelse og masse nøjagtigt, fordi de hovedsageligt består af mørkt stof, som vi ikke kan observere direkte. En måde at observere det mørke stof indirekte er at bruge gravitationslinseeffekten baseret på Einsteins relativitetsteori. Lysstråler fra en galakse bag en hob trækkes af hobens tyngdekraft, når de passerer gennem den, og deres stier er bøjede (fig.2). Dette er nøjagtig den samme effekt som et objektiv, fokuserer lyset fra den fjerne galakse og forvrænger dens form. Hvis vi kan måle forvrængning af formen for mange baggrundsgalakser, vi kan afsløre klyngens gravitationsfelt, og som et resultat, vi kan nøjagtigt måle dens størrelse og masse.

"En vanskelighed i vores forskning, " forklarer Keiichi Umetsu på Academia Sinica i Taiwan, "var, at nøjagtige målinger af forvrængningen var nødvendige." For at overvinde dette problem, forskerholdet har brugt præcise observationsdata fra NASAs Hubble-rumteleskop og Subaru-teleskopet, der drives af Japans National Astronomical Observatory.

Ved at kombinere med gastemperaturdata fra Chandra røntgen-satellitten, forskergruppen undersøgte statistisk disse seneste data og fandt ud af, at de er i overensstemmelse med en simpel lov, der kun repræsenteres af størrelsen, masse, og gastemperatur i klynger. I øvrigt, ved at gøre fuld brug af computersimuleringer, de viste, at klynger er vokset over 4 til 8 milliarder år ifølge loven. Teoretisk set, loven betyder, at disse gigantiske klynger stadig er i teenageårene, vokser ved at trække en stor mængde omgivende stoffer med deres stærke tyngdekraft (Fig.3).

"Vi har opdaget loven, der regulerer væksten af ​​galaksehobe, Fujita siger. "Klynger har en intern struktur, der er unikt skabt i en tidlig vækstspurt."

Loven er så enkel, at vi kan bruge den til at kalibrere klyngemasseobserverbare relationer, som er en nøgleingrediens til at studere universets kosmologiske love.

"Vores forskning bringer os tættere på at forklare klyngernes og universets evolutionære historie, " tilføjer Fujita.