Resim kredisi: ESO
Avrupalı ve Şili gökbilimcilerinden oluşan bir ekip, 8 milyar ışıkyılı uzaklıkta, Evrenin yapısı ve evrimi hakkında fikir vermesi gereken birkaç büyük gökada kümesi keşfetti. Galaksi kümeleri, ESA’nın XMM-Newton uzay teleskopu ve ESO’nun Çok Büyük Teleskopu’ndan görüntüler birleştirilerek keşfedildi. Gökada kümeleri eşit olarak yayılmamıştır, ancak Evren'de bir ağ gibi gergin görünmektedir ve Şimdiye kadar Evren çok genç olduğu için bu kümelerin şekli değişmemiş gibi görünmektedir.
ESA XMM-Newton uydusunu kullanarak, Avrupalı ve Şili gökbilimcilerinden [2] oluşan bir ekip, bugüne kadar dünyanın en derin “geniş alan” X-ışını görüntüsünü elde etti. Bu delici görüş, ESO Çok Büyük Teleskop (VLT) dahil olmak üzere en büyük ve en verimli yer tabanlı optik teleskopların bazılarının gözlemleriyle tamamlandığında, birkaç büyük gökada kümesinin keşfiyle sonuçlandı.
İddialı bir araştırma programının bu ilk sonuçları son derece ümit vericidir ve çeşitli dönemlerde çok kapsamlı ve kapsamlı bir gökada kümeleri sayımının yolunu açmaktadır. En önde gelen astronomik teknolojiye ve eşsiz bir gözlemsel verimliliğe dayanan bu proje, uzak Evrenin yapısı ve evrimi hakkında yeni anlayışlar sağlamaya yöneliktir.
Evrensel ağ
Bir kumsaldaki kum tanelerinin aksine, madde Evren'e eşit olarak yayılmaz. Bunun yerine, kendilerini kümeler (ve hatta kümeler kümeleri) halinde toplayan galaksilere yoğunlaşır. Bu kümeler, Web benzeri bir yapıda, Evren boyunca “gerilmiş”, bkz. ESO PR 11/01.
Örneğin Gökadamız Samanyolu, “Messier 31”, Andromeda Gökadası da içeren Yerel Grup'a aittir. Yerel Grup yaklaşık 30 gökada içerir ve birkaç milyon ışıkyılı boyunca ölçüm yapar. Diğer kümeler çok daha büyüktür. Koma kümesi binlerce gökada içerir ve 20 milyondan fazla ışıkyılı ölçer. Bir diğer iyi bilinen örnek, gökyüzünde 10 dereceden az olmayan Başak Kümesi'dir!
Gökada kümeleri, Evrendeki en büyük bağlı yapılardır. Güneşimizin kütlesinin bin milyon milyon katı kütleleri var. Üç boyutlu uzay dağılımı ve sayı yoğunluğu kozmik zamanla değişir ve ana kozmolojik parametreler hakkında benzersiz bir bilgi sağlar.
Bir kümenin optik olarak görünmez kütlesinin yaklaşık beşte biri gökadalar arasında yaygın bir sıcak gaz şeklindedir. Bu gazın sıcaklığı onlarca milyon derecelik bir sıcaklığa ve litre başına bir atomun yoğunluğuna sahiptir. Bu kadar yüksek sıcaklıklarda, güçlü X-ışını emisyonu üretir.
Sadece galaksileri değil, galaksiler arası gazı gözlemlemek, sadece geceleri yanan pencereleri değil, bir şehrin binalarını gündüz görmek gibidir. Bu nedenle galaksi kümeleri en iyi X-ışını uyduları kullanılarak keşfedilir.
Önceki röntgen uydularını kullanan astronomlar, yakındaki Evrenin büyük ölçekli yapısı hakkında sınırlı çalışmalar yaptılar. Ancak, şimdiye kadar aramayı uzak Evrenin büyük hacimlerine genişletecek araçlardan yoksundu.
XMM-Newton geniş alan gözlemleri
Marguerite Pierre (CEA Saclay, Fransa), XMM-LSS konsorsiyumu [2] olarak bilinen Avrupalı / Şili'li bir gökbilimciler ekibiyle [2], ESA'nın X-ışını gözlemevi XMM-Newton'un geniş görüş alanını ve yüksek hassasiyetini kullandı. uzak gökada kümelerini araştırın ve uzaydaki dağılımlarını haritalayın. Evren şimdiki büyüklüğünün ve yaşının yaklaşık yarısı olduğunda, galaksi kümelerinin daha sıkı bir şekilde paketlendiği kozmolojik bir döneme yaklaşık 7.000 milyon yıl geri döndüler.
Kümeleri izlemek, hem alan hem de yer tabanlı teleskoplar gerektiren özenli, çok aşamalı bir süreçtir. Aslında, XMM'li X-ışını görüntülerinden, gelişmiş X-radyasyon alanları olarak tanımlanan birkaç on küme aday nesnesi seçmek mümkün olmuştur (cf PR Photo 19b / 03).
Ancak adaylara sahip olmak yeterli değil! Yer tabanlı teleskoplarla doğrulanmalı ve daha fazla incelenmelidir. XMM-Newton ile birlikte Pierre, aynı alan bölgesinin optik bir görüntüsünü almak için Hawaii Mauna Kea'daki 4 metrelik Kanada-Fransa-Hawaii Teleskopuna bağlı çok geniş alanlı görüntüleyiciyi kullanıyor. Kişiye özel bir bilgisayar programı XMM-Newton verilerini tarar ve büyük, genişletilmiş yapıları öneren X-ışını konsantrasyonlarını arar. Bunlar kümelerdir ve tespit edilen X-ışını kaynaklarının sadece yaklaşık% 10'unu temsil eder. Diğerleri çoğunlukla uzak aktif gökadalardır.
Yere Geri Dön
Program bir küme bulduğunda, o bölgeyi yakınlaştırır ve XMM-Newton verilerini daha sonra CFHT optik görüntüsüne (PR Fotoğraf 19c / 03) eklenen X-ışını yoğunluğunun kontur haritasına dönüştürür. Gökbilimciler, genişletilmiş X-ışını emisyonu alanında herhangi bir şey olup olmadığını kontrol etmek için bunu kullanırlar.
Bir şey görülürse, çalışma dünyanın önde gelen optik / kızılötesi teleskoplarından birine, Avrupa Güney Gözlemevi'nin Paranal'daki (VLT) Çok Büyük Teleskopuna (VLT) geçer. FORS çok modlu enstrümanları sayesinde, gökbilimciler tarladaki bireysel galaksileri yakınlaştırırlar, genel özelliklerini, özellikle kırmızıya kaymalarını ve dolayısıyla mesafelerini ortaya koyan spektral ölçümler alırlar.
Kümelenme gökadaları benzer mesafelere sahiptir ve bu ölçüm sonuç olarak kümelenmenin hızını ve kümenin hız dağılımını ortalama olarak sağlar. FORS enstrümanları, bir seferde 30 gökadanın ortalama spektrumunu alarak bu tür çalışmalar için en verimli ve çok yönlüdür.
XMM-LSS gökada kümelerinin tanımlanması ve kırmızıya kayma ölçümüne adanmış ilk spektroskopik gözlemler, 2002 sonbaharında üç gece gerçekleşti.
Mart 2003 itibariyle, literatürde, hız dağılımının bir tahminini sağlamak için yeterli spektroskopik olarak ölçülen kırmızıya kaymalara sahip olan bu kadar büyük bir kırmızıya kaymada sadece 5 bilinen küme vardı. Ancak VLT, uzak bir kümede dağılımın sadece 2 saat içinde elde edilmesine izin vererek, gelecekteki çalışmalar için büyük beklentiler doğurdu.
700 spektrum…
Marguerite Pierre son derece memnun: VLT'deki hava durumu ve çalışma koşulları optimaldi. Sadece üç gecede, en az 700 galaksi spektrumu veren 12 küme alanı gözlemlenmiştir. Genel strateji çok başarılı oldu. VLT ve FORS'un yüksek gözlem verimliliği, nispeten az gözlem süresine sahip çok sayıda uzak kümenin takip çalışmalarını gerçekleştirme planımızı desteklemektedir. Bu, önceki aramalara kıyasla verimlilikte en önemli artışı temsil eder.
Mevcut araştırma programı, bu yeni çoklu teleskop yaklaşımının fizibilitesini ve çok yüksek verimliliğini açıkça göstererek iyi bir şekilde başlamıştır. Ve Marguerite Pierre ve meslektaşları ilk tantalize edici sonuçları zaten görüyorlar: 7.000 milyon yıl önce küme sayısının bugünkünden biraz farklı olduğunu doğrulıyor gibi görünüyor. Bu özel davranış, galaksi kümelerini daha da uzaklaştırarak sonsuza dek genişleyen Evren modelleri tarafından tahmin edilir.
Aynı derecede önemli olan, XMM-LSS konsorsiyumu tarafından gökada kümelerini bulmak için geliştirilen bu çok dalga boylu, çoklu teleskop yaklaşımı, aynı zamanda uzay ve yer tabanlı gözlemevleri arasındaki verimli sinerjide belirleyici bir sonraki adımdır ve bu nedenle yakında çıkacak Sanal Gözlemevi.
Daha fazla bilgi
Bu çalışma, profesyonel astronomi dergisi Astronomi ve Astrofizik'te yayınlanacak iki makaleye dayanmaktadır (XMM-LSS araştırması: I. Bilimsel motivasyonlar, tasarım ve Marguerite Pierre ve ark., Astro-ph / 0305191 ve The XMM'nin ilk sonuçları -LSS araştırması: II.İlk yüksek kırmızıya kayma galaksi kümeleri: Ivan Valtchanov ve ark., Astro-ph / 0305192 tarafından rahatlatılmış ve çöken sistemler).
M. Pierre, bu konuyla ilgili IAU Sempozyumu 216 - Kozmos Haritaları - bu 17 Temmuz 2003 Perşembe günü Sidney, Avustralya'daki IAU 2003 Genel Kurulunda konuşma yapacak.
notlar
[1]: Bu koordineli bir ESO / ESA sürümü.
[2]: XMM-LSS konsorsiyumu, Service d’Astrophysique du CEA (Fransa) tarafından yönetilmektedir ve İngiltere, İrlanda, Danimarka, Hollanda, Belçika, Fransa, İtalya, Almanya, İspanya ve Şili'deki enstitülerden oluşmaktadır. XMM-LSS projesinin ana sayfasını http://vela.astro.ulg.ac.be/themes/spatial/xmm/LSS/index_e.html adresinde bulabilirsiniz.
[3]: Astronomide “kırmızıya kayma”, bir nesnenin spektrumundaki çizgilerin daha uzun dalga boylarına kaydırıldığı kesri belirtir. Bir kozmolojik nesnenin kırmızıya kayması mesafe ile arttığından, uzak bir galaksinin gözlenen kırmızıya kayması da mesafesinin bir tahminini sağlar.
Orijinal Kaynak: ESO Haber Bülteni
