Международная группа ученых обнаружила огромную волну горячего газа, катящуюся по скоплению галактики Персей. Волна является гигантской версией так называемой волны Кельвина-Гельмгольца. Они создаются, когда две жидкости пересекаются с разными скоростями: например, когда ветер дует над водой.
В этом случае волна была вызвана небольшим скоплением галактик, пасущихся в скоплении Персея, и вызвавшим цепочку событий, длящихся миллиарды лет. Результаты представлены в статье в июньском выпуске журнала «Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества» за 2017 год.
«Волна, которую мы определили, связана с пролетом небольшого скопления, что показывает, что деятельность по слиянию, которая произвела эти гигантские структуры, все еще продолжается». - Стивен Уокер, Центр космических полетов имени Годдарда НАСА.
«Персей является одним из самых массивных соседних кластеров и самым ярким в рентгеновских лучах, поэтому данные Чандры дают нам беспрецедентную детализацию», - сказал ведущий ученый Стивен Уолкер из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «Волна, которую мы определили, связана с пролетом небольшого скопления, что показывает, что деятельность по слиянию, которая произвела эти гигантские структуры, все еще продолжается».
Скопление галактики Персей, также известное как Абель 426, находится на расстоянии 240 миллионов световых лет, а его ширина составляет около 11 миллионов световых лет. Это один из самых массивных объектов, которые мы знаем, и он назван в честь созвездия Персея, которое появляется в той же части неба.
Галактические кластеры являются крупнейшими гравитационно-связанными объектами во Вселенной. Большая часть наблюдаемого вещества в скоплениях галактик - это газ. Но газ очень горячий - десятки миллионов градусов, что означает, что он испускает рентгеновские лучи.
Рентгеновские наблюдения Персея выявили несколько особенностей и структур в газовой структуре кластера. Некоторые из них напоминают пузырьки, вызванные сверхмассивной черной дырой (SMBH) в NGC 1275, центральной галактике скопления Персея. Еще одна из этих функций известна как «залив». Залив - вогнутая особенность, которая не могла быть сформирована SMBH.
Залив - это загадка, потому что он не производит никаких выбросов, чего можно было бы ожидать от чего-то, образованного SMBH. Залив также не соответствует моделям поведения газа в этой ситуации.
Ведущий научный сотрудник исследования - Стивен Уокер из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. Уокер повернулся к рентгеновской обсерватории Чандра, чтобы решить эту загадку. Существующие чандровские изображения кластера Персея были отфильтрованы, чтобы выделить края структур и сделать любые тонкие детали более заметными.
Эти отфильтрованные и обработанные изображения были затем сравнены с компьютерным моделированием слияния скоплений галактик. Джон ЗуХон, астрофизик из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, создал онлайн-каталог этих симуляций.
«Слияние галактических кластеров представляет собой новейшую стадию формирования структуры в космосе». Джон Зон, Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики.
«Слияние галактических кластеров представляет собой новейшую стадию формирования структуры в космосе. Гидродинамическое моделирование сливающихся кластеров позволяет нам получать характеристики в горячем газе и настраивать физические параметры, такие как магнитное поле. Затем мы можем попытаться сопоставить подробные характеристики структур, которые мы наблюдаем в рентгеновских лучах ». Джон Зон, Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики.
Одна из симуляций соответствовала тому, что астрономы видели в Персее. В нем большой кластер, такой как Персей, расположился в двух областях: более холодная область газа около 30 миллионов градусов Цельсия и более горячая область газа почти 100 миллионов градусов Цельсия. В этой модели кластер, меньший, чем Персей, но примерно в тысячу раз более массивный, чем Млечный путь, проходит вблизи Персея, пропуская его центр примерно на 650 000 световых лет.
Это произошло около 2,5 миллиардов лет назад, и это вызвало цепочку событий, продолжающих развиваться.
Ближний промах вызвал гравитационные возмущения, которые создали расширяющуюся спираль холодного газа. Огромная волна газа образовалась на краю спирали более холодного газа, где она пересекается с более горячим газом. Это волна Кельвина-Гельмгольца, видимая на изображениях.
«Мы считаем, что элемент залива, который мы видим в Персеусе, является частью волны Кельвина-Гельмгольца, возможно, самой большой из когда-либо выявленных, которая сформировалась во многом таким же образом, как показано на симуляциях», - сказал Уолкер. «Мы также идентифицировали подобные особенности в двух других скоплениях галактик, Центавре и Абеле 1795».
Исследование дало еще одно преимущество, помимо обнаружения невероятно огромной волны. Это позволило команде измерить магнитные свойства кластера Персей. Исследователи обнаружили, что сила магнитного поля в кластере влияет на размер волны газа. Если поле слишком сильное, волны вообще не формируются, а если магнитное поле слишком слабое, волны будут еще больше.
По словам команды, нет другого известного способа измерения магнитного поля.
Источник: ученые обнаружили гигантскую волну, катящуюся по скоплению галактик Персей
