Колоссальные столкновения связаны с наукой о Солнечной системе
Новое исследование показывает глубокую связь между некоторыми из самых больших, энергетических событий во Вселенной с гораздо меньшими, более слабыми событиями, источником энергии которых является наше Солнце.
Об этом рассказывают в Ноттингемском университете, передают OstanniPodii.com.
Результаты были получены в ходе длительного наблюдения с помощью рентгеновской обсерватории НАСА "Чандра" за Abell 2146 — парой галактических скоплений, находящихся в процессе столкновения, расположенных на расстоянии около 2,8 миллиарда световых лет от Земли. Новое исследование проводилось под руководством Хелен Рассел из Школы физики и астрономии указанного вуза.
Галактические скопления (кластеры) содержат сотни галактик и огромное количество горячего газа и темной материи и являются одними из самых больших структур во Вселенной. Столкновения между галактическими кластерами высвобождают огромное количество энергии, не сравнимое ни с чем, что наблюдалось со времен Большого взрыва, и предоставляют ученым физические лаборатории, недоступные на Земле.
Credit: X-ray: NASA/CXC/Univ. of Nottingham/H. Russell et al.; Optical: NAOJ/Subaru
На представленном выше композитном изображении Abell 2146 рентгеновские данные Чандры (фиолетовый цвет) показывают горячий газ, а оптические данные телескопа Субару – галактики (красный и белый цвета). Одно скопление (помеченное #2), как показано стрелкой на рисунке, двигается в направлении нижнего левого угла и пронизывает другое скопление (#1). Горячий газ скопления #2 выталкивает ударную волну (SHOCK WAVE), подобную создаваемому сверхзвуковыми самолетами звуковому удару, когда сталкивается с горячим газом в другом скоплении.
Длина ударной волны составляет около 1,6 миллиона световых лет, и ее легче всего увидеть на рентгеновском снимке, который был обработан, чтобы подчеркнуть резкие черты. Также отмечено центральное ядро горячего газа в кластере #2 и оставшийся после него газовый хвост (CLUSTER #2 TAIL). За столкновением видна вторая ударная волна такого же размера. Подобные особенности, называемые "восходящими ударными волнами" (UPSTREAM SHOCK), возникают в результате сложного взаимодействия отделенного газа из падающего скопления и окружающего газа второго скопления. Также отмечены самая яркая и массивная галактика в каждом из скоплений.
Ударные волны, подобные генерируемым сверхзвуковым самолетом, являются коллизионными ударными волнами, вызывающими прямые столкновения между частицами. В атмосфере Земли вблизи уровня моря частицы газа, как правило, проходят всего около 10 миллионов доль сантиметра, прежде чем столкнуться с другой частицей.
И наоборот, в скоплениях галактик и в солнечном ветре — выдуваемых из Солнца потоках частиц — прямые столкновения между частицами происходят очень редко для того, чтобы вызвать ударные волны, поскольку газ настолько диффузный и имеет невероятно низкую плотность. К примеру, в галактических кластерах частицы, как правило, должны пройти около 30 000 – 50 000 световых лет, прежде чем столкнуться. В этих космических средах удары происходят "без столкновений", вследствие взаимодействия заряженных частиц с магнитными полями.
Чандра наблюдала за Abell 2146 в течение 23 дней, получив самое глубокое рентгеновское изображение фронтов ударных волн в галактических кластерах. Два фронта ударных волн в Abell 2146 являются одними из самых ярких и четких фронтов ударных волн, известных среди галактических скоплений.
Хелен прокомментировала: «Я впервые обнаружила эти фронты ударных волн во время предыдущего, короткого наблюдения на Чандре, когда я была аспирантом. Это было увлекательное открытие и фантастическое путешествие к этому глубокому, наследному наблюдению, раскрывающему детальную структуру ударной волны».
Используя эти мощные данные, Рассел и ее команда изучили температуру газа по ударным волнам в Abell 2146. Они показали, что электроны нагревались в основном за счет сжатия газа ударной волной – эффект, подобный наблюдаемому в солнечном ветре. Остальные нагревания происходили в результате столкновений между частицами. Поскольку газ настолько диффузный, этот дополнительный нагрев происходил медленно, в течение примерно 200 миллионов лет.
Чандра делает настолько четкие изображения, что может фактически измерить, насколько случайные движения газа размывают фронт ударной волны, который, согласно теории, должен быть гораздо более узким. Для этого кластера они измеряют случайные движения газа со скоростью около 1000 тыс. км в час.
Ударные волны без столкновений важны в ряде других областей исследований. К примеру, излучение, создаваемое ударными волнами в солнечном ветре, может отрицательно повлиять на работу космических аппаратов, а также на безопасность людей в космосе.
Статья, описывающая эти результаты, была принята к публикации в журнале Ежемесячные сообщения Королевского астрономического сообщества.
! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.