Røntgensatellitten XMM-Newton ser rumkløver i et nyt lys
Astronomer har opdaget enorme cirkulære radiotræk af ukendt oprindelse omkring nogle galakser. Nu tyder nye observationer af en kaldet Kløverbladet, at den blev skabt af sammenstødende grupper af galakser.
At studere disse strukturer, samlet kaldet ORC'er (ulige radiocirkler), i en anden slags lys gav videnskabsmænd en chance for at undersøge alt fra supersoniske chokbølger til sorte huls adfærd.
"Dette er første gang nogen har set røntgenstråling forbundet med en ORC," sagde Esra Bulbul, en astrofysiker ved Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i Garching, Tyskland, som ledede undersøgelsen. "Det var den manglende nøgle til at låse op for hemmeligheden bag Kløverbladets dannelse."
Et papir, der beskriver resultaterne, blev offentliggjort i Astronomy &Astrophysics den 30. april.
En serendipital opdagelse
Indtil 2021 vidste ingen, at ORC'er eksisterede. Takket være forbedret teknologi blev radioundersøgelser følsomme nok til at opfange sådanne svage signaler. I løbet af et par år opdagede astronomer otte af disse mærkelige strukturer spredt tilfældigt ud over vores galakse. Hver er stor nok til at omslutte en hel galakse - nogle gange flere.
"Den kraft, der er nødvendig for at producere en så ekspansiv radioemission er meget stærk," sagde Bulbul. "Nogle simuleringer kan gengive deres former, men ikke deres intensitet. Ingen simuleringer forklarer, hvordan man opretter ORC'er."
Da Bulbul fandt ud af, at ORC'er ikke var blevet undersøgt i røntgenlys, begyndte hun og postdoktor Xiaoyuan Zhang at undersøge data fra eROSITA (Extended Roentgen Survey with an Imaging Telescope Array), et tysk/russisk røntgenteleskop i kredsløb. De bemærkede noget røntgenstråling, der så ud som om det kunne være fra Kløverbladet, baseret på mindre end syv minutters observationstid.
Det gav dem en stærk nok sag til at samle et større hold og sikre yderligere teleskoptid med XMM-Newton, en ESA-mission (European Space Agency) med NASA-bidrag.
"Vi fik tildelt omkring fem og en halv time, og dataene kom sent en aften i november," sagde Bulbul. "Jeg videresendte det til Xiaoyuan, og han kom ind på mit kontor næste morgen og sagde:'Detektion', og jeg begyndte bare at juble!"
"Vi var virkelig heldige," sagde Zhang. "Vi så flere plausible røntgenpunktkilder tæt på ORC i eROSITA-observationer, men ikke den udvidede emission, vi så med XMM-Newton. Det viser sig, at eROSITA-kilderne ikke kunne have været fra Kløverbladet, men det var overbevisende nok for at få os til at se nærmere."
Galliverende galakser
Røntgen-emissionen sporer fordelingen af gas inden for gruppen af galakser som politibånd omkring et gerningssted. Ved at se, hvordan den gas er blevet forstyrret, fastslog forskerne, at galakser indlejret i Kløverbladet faktisk er medlemmer af to separate grupper, der trak tæt nok sammen til at smelte sammen. Emissionens temperatur antyder også antallet af involverede galakser.
Når galakser slutter sig sammen, øger deres højere kombinerede masse deres tyngdekraft. Omgivende gas begynder at falde indad, hvilket varmer den indfaldende gas op. Jo større systemets masse, jo varmere bliver gassen.
Baseret på emissionens røntgenspektrum er det omkring 15 millioner grader Fahrenheit eller mellem 8 og 9 millioner grader Celsius. "Denne måling lader os udlede, at Cloverleaf ORC er vært for omkring et dusin galakser, der har graviteret sammen, hvilket stemmer overens med det, vi ser i dybe synlige lysbilleder," sagde Zhang.
Holdet foreslår, at fusionen producerede chokbølger, der accelererede partikler for at skabe radioemission.
"Galakser interagerer og smelter sammen hele tiden," sagde Kim Weaver, NASA-projektforsker for XMM-Newton ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, som ikke var involveret i undersøgelsen. "Men kilden til de accelererede partikler er uklar. En fascinerende idé til det kraftige radiosignal er, at de herboende supermassive sorte huller gik gennem episoder med ekstrem aktivitet i fortiden, og relikvieelektroner fra den ældgamle aktivitet blev accelereret igen af denne sammensmeltende begivenhed. "
Mens galaksegruppefusioner er almindelige, er ORC'er meget sjældne. Og det er stadig uklart, hvordan disse interaktioner kan producere så stærke radioemissioner.
"Fusioner udgør rygraden i strukturdannelsen, men der er noget særligt i dette system, der skyder radioemissionen i vejret," sagde Bulbul. "Vi kan ikke fortælle lige nu, hvad det er, så vi har brug for flere og dybere data fra både radio- og røntgenteleskoper."
Holdet løste mysteriet om Cloverleaf ORC's natur, men åbnede også op for yderligere spørgsmål. De planlægger at studere Kløverbladet mere detaljeret for at pirre svarene.
"Vi står til at lære meget af mere grundige observationer, fordi disse interaktioner omfatter alle former for videnskab," siger Weaver. "Du har stort set alt, hvad vi beskæftiger os med i kosmos, samlet i denne lille pakke. Det er som et miniunivers."
Flere oplysninger: E. Bulbul et al, Galaksegruppesammenlægningsoprindelsen af Cloverleafs ulige radiocirkelsystem, Astronomy &Astrophysics (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202449900
Journaloplysninger: Astronomi og astrofysik
Leveret af NASA
Varme artikler
-
NASA opsender babyblæksprutter og vandbjørne til den internationale rumstationKredit:Jamie S. Foster / NASA Fra orme til vagtler, ISS har huset alle slags væsner, store og små gennem årene. Dyreforskning i rummet er ved at byde nogle nye medlemmer velkommen i klubben. Ombo -
Udvikling af magnetfelt i det stjernedannende kompleks G9.62+0.19 afsløret af ALMATotal intensitetsbillede af det stjernedannende område G9.62+0.19 ved 1 mm bølgelængde. Kredit:DallOlio et al., 2019. Brug af Atacama Large Millimeter Array (ALMA), Europæiske astronomer har under -
Hubble registrerer de mindste kendte klumper af mørkt stofDenne grafik illustrerer, hvordan en fjern kvasars lys ændres af en massiv forgrundsgalakse og af små klumper af mørkt stof langs lysbanen. Galaksens kraftige tyngdekraft fordrejer og forstørrer kvasa -
Er vi alene? NASAs nye planetjæger sigter efter at finde ud af detDenne kunstners gengivelse fra NASA viser Transiting Exoplanet Survey Satellite, eller TESS, som er indstillet til opsendelse mandag på en mission for at søge efter de nærmeste jordlignende planeter i
- Information om pærer til børn
- Forskere beregner hidtil usete værdier for spin-livstidsanisotropi i grafen
- Vietjet har indgået en aftale på $6,5 mia. med Airbus for 50 fly
- Fundning af fibrøst protein kan føre til forbedret bioprintning, vævsteknik
- Ned til jorden:Astronauter vender sikkert tilbage efter rummission
- Skyer med mulighed for opvarmning