Dwie grupy gigantycznych galaktyk zderzające się ze sobą spowodowały masywne fale uderzeniowe, które rozciągają się na 1,6 miliona lat świetlnych w przestrzeni.
Galaktyki stanowią tylko niewielki procent całkowitej masy gromady galaktyki. Większość składa się z ogromnej aury Ciemna materia gorący gaz rozproszony
Związane z: Jak to wygląda wewnątrz ogromnej masy galaktycznej? Aby się tego dowiedzieć, naukowcy wykorzystali 196 laserów
Abell 2146, masywne zderzenie pary gromad galaktyk, znajdującej się 2,8 miliarda lat świetlnych od Drogi Mlecznej. Tutaj gorący gaz w gromadzie, sfotografowany przez Chandrę, jest pokazany w złym kolorze (niebieskim). (Źródło zdjęcia: Rentgen: NASA/CXC/Univ. of Waterloo/H. Russell et al.; Optical: NASA/STScI)
Kiedy dwie gromady wchodzą w kontakt, poszczególne galaktyki prześlizgują się przez siebie bez szwanku, ale gaz z ośrodka w gromadzie przechodzi bardziej energetyczne spotkanie, generując fale uderzeniowe o dużej skali.
Konkretna kolizja gromady badana tutaj przez Chandrę, Abell 2146, znajduje się na 2,8 miliarda lata świetlne
Zespół kierowany przez Helen Russell, astronom z University of Nottingham w Wielkiej Brytanii, wykorzystał Chandrę do obserwowania Abell 2146 przez 23 dni – najgłębszego spojrzenia na fale uderzeniowe gromady w historii.
Jedna grupa przechodzi przez drugą. Gdy to robi, generuje dwie fale uderzeniowe: „szok dziobowy” na swojej krawędzi natarcia (jak przód łodzi poruszającej się po wodzie) i „szok w górę rzeki” za nią.
Wstrząs łukowy ma proste wytłumaczenie: podczas przechodzenia gaz jest sprężany przed spadającą masą. Wstrząs górny jest bardziej złożony i powstaje, gdy gaz jest usuwany z opadającej masy – w procesie znanym jako „odpędzanie nurnika” – i oddziałuje z gazem in situ w bloku, przez który się przemieszcza.
Sklasyfikowany diagram zderzenia gromady galaktyk Abell 2146, pokazujący miejsca uderzenia w górę rzeki i szoku łukowego na krawędzi natarcia spadającej gromady. (Źródło zdjęcia: RTG: NASA/CXC/Univ. of Nottingham/H. Russell i in.; Optyczne: NAOJ/Subaru)
Zespół Russella nie tylko zmierzył długość tych wstrząsów – 1,6 miliona lat świetlnych w głównym łuku uderzeniowym – ale także, po raz pierwszy, ich szerokość. Teoria przewiduje, że szok górny powinien być węższy, ponieważ jest młodszy i powstał po szoku łukowym. To właśnie odkrył Chandra, mierząc głębokość fali uderzeniowej na szerokość 55 000 lat świetlnych, a falę uderzeniową w górę rzeki o szerokości około 35 000 lat świetlnych.
Korzystając z Chandry, zespół Russella zmierzył energię gazu (którą możemy nazwać jego temperaturą) w szoku w górnym biegu, gdy wzrósł on z 6 do 8 keV. Wydaje się, że gaz uzyskał tę energię głównie dzięki efektowi ciśnienia fali uderzeniowej pobudzającej elektrony w gazie. Ogromne znaczenie ma fakt, że zderzenia pomiędzy poszczególnymi atomami i cząsteczkami są rzadkie, ponieważ gaz jest bardzo rozproszony.
Chandra zmierzył losowy ruch cząstek w ośrodku w gromadzie na około 290 kilometrów na sekundę (650 000 mil na godzinę), a cząstki te mogą podróżować średnio do 50 000 lat świetlnych, zanim napotkają inną cząstkę. Dlatego, chociaż Chandra zmierzył pewne wtórne ogrzewanie po zderzeniu cząstek, to ogrzewanie musiało następować powoli, kumulując się w ciągu 200 milionów lat.
Twierdzenie, że większość ocieplenia w zderzających się galaktykach pochodzi z wstrząsów „niezderzeniowych”, pozwala na porównanie z wydarzeniami na znacznie mniejszą skalę, tutaj w naszym Układ Słoneczny wiatr słoneczny Ziemia
Wyniki zostały zaakceptowane do publikacji w Journal of the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, a preprint jest dostępny za pośrednictwem arXiv
Obserwuj Keitha Coopera na Twitterze @21stCenturySETI. Podążaj za nami na Twitterze Umieść tweeta i dalej Facebook .
