Скопления галактик, видимые XMM-Ньютоном. нажмите, чтобы увеличить
Галактические кластеры являются крупнейшими объектами во Вселенной. Обсерватория ЕКА XMM-Ньютон недавно наблюдала за двумя скоплениями галактик, что позволило астрономам выяснить, что в этих скоплениях имеется большее количество сверхновых типа 1a - взрывающихся звезд белых карликов - чем в нашей собственной галактике.
Глубокие наблюдения двух ярких рентгеновских скоплений галактик с помощью спутника ESA XMM-Newton позволили группе международных астрономов измерить их химический состав с беспрецедентной точностью. Знание химического состава скоплений галактик имеет решающее значение для понимания происхождения химических элементов во Вселенной.
Скопления или конгломераты галактик являются крупнейшими объектами во Вселенной. Глядя на них через оптические телескопы, можно увидеть сотни или даже тысячи галактик, занимающих объем в несколько миллионов световых лет в поперечнике. Однако такие телескопы показывают только верхушку айсберга. Фактически, большинство атомов в скоплениях галактик находятся в форме горячего газа, испускающего рентгеновское излучение, причем масса горячего газа в пять раз превышает массу в самих галактиках скопления.
Большинство химических элементов, образующихся в звёздах скоплений галактик - выброшенных в окружающее пространство в результате взрывов сверхновых и звездных ветров, - становятся частью горячего газа, излучающего рентгеновские лучи. Астрономы делят сверхновые звезды на два основных типа: «коллапс ядра» и «сверхновые типа Ia». Сверхновые "коллапс ядра" возникают, когда звезда в конце своей жизни коллапсирует в нейтронную звезду или черную дыру. Эти сверхновые производят много кислорода, неона и магния. Сверхновые типа Ia взрываются, когда белая карликовая звезда, потребляющая вещество от звезды-компаньона, становится слишком массивной и полностью распадается. Этот тип производит много железа и никеля.
Соответственно, в ноябре 2002 г. и августе 2003 г. и каждый раз в течение полутора дней XMM-Newton проводил глубокие наблюдения двух скоплений галактик, называемых «Sersic 159-03» и «2A 0335 + 096». Благодаря этим данным астрономы смогли определить содержание девяти химических элементов в скоплениях «плазмы». газ, содержащий заряженные частицы, такие как ионы и электроны.
Эти элементы включают кислород, железо, неон, магний, кремний, аргон, кальций, никель и - впервые обнаруженные в скоплении галактики - хром. «Сравнивая количество обнаруженных элементов с выходами сверхновых, рассчитанными теоретически, мы обнаружили, что около 30 процентов сверхновых в этих скоплениях взрывались белыми карликами (« тип Ia »), а остальные - коллапсирующими звездами в конце своей жизни. («Крах ядра»), - сказал Норберт Вернер из Нидерландского института космических исследований SRON (Утрехт, Нидерланды) и один из ведущих авторов этих результатов.
«Это число находится между значением, найденным для нашей собственной Галактики (где сверхновые типа Ia представляют около 13 процентов« населения »сверхновых), и текущей частотой событий сверхновых, как определено в проекте« Поиск сверхновых звезд в Обсерватории »(согласно которому 42 процента всех наблюдаемых сверхновых относятся к типу Ia), - продолжил он.
Астрономы также обнаружили, что все модели сверхновых предсказывают гораздо меньше кальция, чем то, что наблюдается в кластерах, и что наблюдаемое содержание никеля не может быть воспроизведено этими моделями. Эти расхождения указывают на то, что детали обогащения сверхновой еще не до конца понятны. Поскольку считается, что скопления галактик являются хорошими образцами Вселенной, их рентгеновская спектроскопия может помочь улучшить модели сверхновых.
Пространственное распределение элементов по кластеру также содержит информацию об истории самих кластеров. Распределение элементов в 2A 0335 + 096 указывает на продолжающееся слияние. Распределение кислорода и железа по Sersic 159-03 указывает на то, что в то время как большая часть обогащения сверхновыми коллапса ядра произошла давным-давно, сверхновые типа Ia все еще продолжают обогащать горячий газ тяжелыми элементами, особенно в ядре кластера.
Источник: ESA Portal
