XMM-Newton tarafından gözlenen fosil gökada kümesi. Büyütmek için tıklayın
Galaksiler küçük başlar, ancak diğer galaksilerle birleştikçe zamanla büyürler. Geriye kalan tek şey, fosil grubu adı verilen büyük bir gökadadır; Gökbilimciler bu fosil gruplarının nasıl hızlı bir şekilde oluşabildiklerine şaşkınlar - bazıları bunu Evren'in yaşamı boyunca yapamamalı. Chandra ve ESA’nın XMM-Newton gözlemevlerinden yeni gözlemler, bu kümelerin nasıl çöktüğü ve şekillendiği hakkında yeni ipuçları verdi.
ESA’nın XMM-Newton’unun yüksek hassasiyetinden ve NASA’nın Chandra X-Ray uzay gözlemevlerinin keskin vizyonundan yararlanarak, gökbilimciler büyük fosil gökada kümelerinin davranışlarını inceleyerek, oluşacak zamanı nasıl bulduklarını bulmaya çalıştılar.
Birçok galaksi, komşularıyla yakın karşılaşmalar yaşadıkları ve tüm galaksiler arası alana nüfuz eden ancak radyasyon yaymadığı için doğrudan görünmeyen karanlık madde ile kütleçekimsel olarak etkileştikleri galaksi gruplarında bulunur.
Bu etkileşimler, büyük galaksilerin grubun merkezine doğru yavaşça sarılmasına neden olur ve burada tüm komşularını aşamalı olarak yutan tek bir dev merkezi galaksi oluştururlar.
Bu süreç tamamlanırsa ve gruba yeni galaksiler düşmezse, sonuç, neredeyse tüm yıldızların, bir yıldızın merkezinde bulunan tek bir dev galakside toplandığı bir 'fosil grubu' olarak adlandırılan bir nesnedir. grup boyutlu karanlık madde halo. Bu hale'nin varlığı, birçok grubun yerçekimi potansiyel kuyularını dolduran ve X-ışınları yayan geniş sıcak gazın varlığından çıkarılabilir.
Bir grup uluslararası gökbilimci, en büyük ve en sıcak bilinen fosil grubunun fiziksel özelliklerini ayrıntılı bir şekilde inceledi, temel amacı bir bulmacayı çözmek ve büyük fosillerin oluşumunu anlamaktı. Aslında, basit teorik modellere göre, onlar için uygun zamanda oluşamazlardı!
'RX J1416.4 + 2315' adı verilen araştırılan fosil grubuna, bizden bir buçuk bin milyon ışık yılı uzaklıkta bulunan tek bir eliptik galaksi hakimdir ve Güneş'ten 500 bin milyon daha aydınlıktır.
XMM-Newton ve Chandra X-ışını gözlemleri, optik ve kızılötesi analizlerle birleştiğinde, grubun üç milyon ışık yılı boyunca uzanan bir sıcak gaz hale içinde oturduğunu ve esas olarak şok ısıtma nedeniyle 50 milyon dereceye kadar ısıtıldığını ortaya çıkardı. yerçekimi çöküşünün sonucu.
Böyle bir yüksek sıcaklık, daha önce tahmin edilen değerlerin yaklaşık iki katıdır, genellikle gökada kümelerinin karakteristiğidir. Tüm küme sisteminin ilginç bir özelliği de 300 trilyondan fazla güneş kütlesine ulaşan büyük kütlesidir. Sadece yüzde ikisi galaksilerde yıldız şeklinde ve yüzde 15'i X-ışınları yayan sıcak gaz şeklinde. Sistemin kütlesine en büyük katkıda bulunan, diğer bileşenleri yerçekimi ile bağlayan görünmez karanlık maddedir.
Hesaplamalara göre, RX J1416.4 + 2315 kadar büyük bir fosil kümelenmesi, evrenin tüm yaşı boyunca oluşacak zamana sahip olamazdı. Bu tür fosil gruplarının oluşumundaki anahtar süreç, 'dinamik sürtünme' olarak bilinen ve büyük bir gökadanın çevresindeki karanlık maddeye yörünge enerjisini kaybettiği süreçtir. Bu süreç, gökadalar daha büyük gökada 'kümelerinde' yaptıkları daha hızlı hareket ettiklerinde daha az etkilidir.
Bu, prensip olarak, fosil gruplarının büyüklüğü ve kütlesi için bir üst sınır belirler. Bununla birlikte, kesin sınırlar hala bilinmemektedir, çünkü grupların geometrisi ve kütle dağılımı basit teorik modellerde varsayılandan farklı olabilir.
Sonuçların ilk yazarı Birmingham Üniversitesi'nden (İngiltere) Habib Khosroshahi, “Dinamik sürtünmeyi tanımlayan basit modeller, birleşen gökadaların küme kütlesinin merkezi etrafındaki dairesel yörüngeler boyunca hareket ettiğini varsayar” diyor. “Bunun yerine, galaksilerin filaman, dinamik sürtünme ve böylece küme oluşum sürecinin daha kısa bir sürede gerçekleşebileceği gibi asimetrik bir şekilde gelişmekte olan kümenin merkezine düştüğünü varsayarsak,” diye devam ediyor. Böyle bir hipotez, baskın bir filaman boyunca çökme fikrini sürdürmek için RX J1416.4 + 2315'te gözlemlediğimiz oldukça uzun X-ışını emisyonu ile destekleniyor. ”
Bu fosildeki merkezi baskın galaksinin optik parlaklığı, büyük kümelerdeki ("BCG'ler" olarak adlandırılan) en parlak gökadalara benzer. Gökbilimcilere göre, bu gökadaların, daha sonra kümenin etrafında toplandığı fosil gruplarından kaynaklanabileceğini ima ediyor. Bu, BCG'lerin oluşumu için, küme çöküşü sırasında veya sonrasında kümelerde BCG'lerin oluşturduğu mevcut senaryolara kıyasla alternatif bir mekanizma sunar.
Khosroshahi, “RX J1416.4 + 2315 gibi büyük fosil gruplarının incelenmesi, evrendeki yapı oluşumu hakkındaki anlayışımızı test etmek için önemlidir” diye ekliyor. “Bu aşırı sistemlerin nasıl geliştiğini anlamak için gözlemlediğimiz özellikleri yeniden üretmeye çalışan kozmolojik simülasyonlar devam ediyor” dedi.
Orijinal Kaynak: ESA Haber Bülteni
