Chandra og ALMA måler hastigheden af ​​brusende gas i galaksehoben

Næsten alle galaksehobe oplever fusioner. Mens en fusion finder sted, et specifikt spiralmønster kan ofte observeres i røntgenbilleder. Et sådant spiraltræk skyldes bevægelsen af ​​den skvulpende gas, der induceres af en fusion. Det er let at observere et fænomen, der ligner skvulpende gas i dagligdagen:Når du hvirvler et vinglas, der indeholder væske, du vil se, hvordan vandet roterer sammen med glasset. At opdage, hvor hurtigt den brusende gas bevæger sig i galaksehobe har dyb astronomisk betydning og er derfor af stor interesse for astronomer. En gruppe forskere fra Taiwan og Japan har nu målt det ved hjælp af en ny teknik.

Studiets ledende forsker, Dr. Shutaro Ueda fra Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA), siger, "Sammenlægninger er den vigtigste faktor i udviklingen af ​​galaksehobe. Så måling af hastigheden af ​​skvulpende gas er afgørende for at forstå ikke kun oprindelsen af ​​bevægelsen, men også udviklingen af ​​galaksehobe. Men vores viden om hastigheden af ​​skvulpende gas er meget begrænset på grund af sværhedsgraden ved måling. Indtil videre kun få resultater rapporteres. Takket være højkvalitets Chandra røntgen- og ALMA-billeder, det lykkedes os at udvikle en ny teknik til at løse gåden ved at kombinere begge billeder og beregne de mindre forstyrrelser af gassen i en fjern galaksehob."

Måling af den bevægelige gas har altid været vigtig for astronomer, fordi bevægelse ikke kun er et grundlæggende aspekt i fysik, men også et vigtigt kendetegn ved astronomiske objekter. Bevægelsen af ​​astronomiske objekter kan direkte fortælle os, hvad der er sket i systemerne. Derfor, måling af bevægelsen er et vigtigt skridt mod oprindelsen, dominerende mekanismer, og arten af ​​det astronomiske objekt.

I tilfælde af galaksehobe, mange slags træk, der indikerer bevægelse af intra-klyngemediet, findes. De anses for at være forbundet med udviklingen af ​​galaksehobe. Det er, imidlertid, svært at måle bevægelsen af ​​intra-klyngemediet i galaksehobe på grund af energiopløsningen i røntgen-CCD-kameraer. Så viden om hastighedsfeltet var begrænset til kun nogle få prøver ud af hundredvis af galaksehobe – selv om der er foretaget en række observationer i de sidste to årtier.

Ud over, målingerne var begrænset til synslinjehastigheden af ​​intra-klyngemediet, fordi kun Doppler-effekten på emissionslinjer af højt ioniseret jern kan bruges til at måle hastigheden i røntgenstråler. For nylig, en ny metode er blevet foreslået til at måle hastighedsfeltet ved at fokusere på forstyrrelsen i røntgenbilleder, men undersøgelsen baseret på denne metode er indtil videre begrænset. Derfor, måling af bevægelsen af ​​intra-klyngemediet er stadig et af de hotteste emner, og dens hastighed er en af ​​de vigtigste fysiske størrelser for at forstå arten af ​​galaksehobe.

Forfatterne til dette papir besluttede at måle hastigheden i en lysende røntgengalaksehob RX J1347.5-1145 af Chandra og ALMA. Dr. Ueda tilføjede:"Selvfølgelig, vi skal bruge Chandra X-ray Observatory og ALMA, fordi kun disse to giver os den højvinklede opløsning, som det kræver at observere fjerne galaksehobe. Objekterne er så små på himlen."

Den anden forfatter til dette papir, Prof. Tetsu Kitayama ved Toho University, siger, "Vi estimerede hastigheden af ​​gassen i en fjern galaksehob ved at kombinere røntgenobservation og Sunyaev-Zel'dovich effekt (SZE) data, og ved at løse tilstandsligningen. Til sidst, vi opnåede direkte observationsbeviser for den subsoniske natur af den skvulpende bevægelse i en galaksehob 4,8 milliarder år væk fra Jorden. Det betyder, at den skvulpende bevægelse er ret blid og næsten i trykligevægt. Vi forventer, at sådanne målinger vil blive mulige for et stort antal galaksehobe, når de nye ALMA Band 1-modtagere, bliver nu bygget under ledelse af ASIAA, er afsluttet."

Dr. Keiichi Umetsu, en kendt kosmolog og en forskningsstipendiat fra ASIAA, siger, "Forståelse af den fysiske tilstand af galaksehobe og deres ligevægtsniveau er afgørende ikke kun for fysikken i galaksehobe, men også for studier af kosmologi, da de er de mest massive objekter, der er dannet i universet. Denne undersøgelse giver et nyt vindue ind i gassens hastighedsfelt i galaksehobe. Fra nu af, den nye teknik udviklet af holdet kan tilføje en ny dimension af observerbar for astronomer til at udforske arten og udviklingen af ​​galaksehobe."