Kolizja galaktyk w gromadzie Abell 1033 przypomina statek kosmiczny Enterprise
Kolizja ukryta w odległej gromadzie galaktyk to smugi gazu przypominające statek kosmiczny Enterprise – kultowy statek z serii Star Trek.
Gromady galaktyk – kosmiczne struktury zawierające setki lub nawet tysiące galaktyk – są największymi obiektami we Wszechświecie utrzymywanymi razem poprzez grawitację. Gaz o temperaturze wielu milionów wypełnia przestrzeń pomiędzy poszczególnymi galaktykami. Masa gorącego gazu jest około sześć razy większa, niż łączna masa wszystkich galaktyk w gromadzie. Ów przegrzany gaz jest niewidoczny dla teleskopów optycznych, jednak świeci bardzo jasno w promieniach X, więc do jego badania niezbędny jest teleskop rentgenowski, taki jak na przykład Obserwatorium Chandra.
Łącząc promieniowanie X z innymi długościami fali, takimi jak fale radiowe, możemy uzyskać pełniejszy obraz tych ważnych kosmicznych obiektów. Nowy, złożony obraz gromady galaktyk Abell 1033, w tym zdjęcia z Chandra (kolor fioletowy) i w emisji radiowej uzyskane dzięki LOFAR (kolor niebieski), właśnie to robi. Przedstawiono również emisję optyczną z SDSS. Gromada ta znajduje się około 1,6 mld lat świetlnych od Ziemi.
Korzystając z danych rentgenowskich oraz radiowych, naukowcy ustalili, że Abell 1033 to właściwie dwie gromady galaktyk w procesie zderzania. To niezwykle energetyczne zdarzenie, wywołało turbulencje i fale uderzeniowe podobne do uderzeń akustycznych wytwarzanych przez samolot poruszający się z prędkością naddźwiękową.
W Abell 1033 zderzenie wchodziło w reakcję z innym energetycznym procesem kosmicznym – wytwarzaniem strumieni cząstek o dużej prędkości przez materię, która opada na supermasywną czarną dziurę, w tym przypadku zlokalizowaną w galaktyce znajdującej się w jednej z gromad. Emisja radiowa jest wytwarzana przez elektrony wirujące wokół linii pola magnetycznego, proces zwany emisją synchrotronu.
Elektrony w dżetach poruszają się z prędkością zbliżoną do prędkości światła. Gdy galaktyka wraz ze swoją czarną dziurą przesunęła się w kierunku dolnej części obrazu, dżet z prawej strony zwolnił, gdy zderzył się z gorącym gazem w drugiej gromadzie galaktyk. Strumień po lewej nie zwalniał, ponieważ napotkał znacznie mniej gorącego gazu, nadając dżetowi zniekształcony wygląd, a nie linii prostej, którą zwykle się obserwuje.
To zdjęcie Abell 1033 stanowi również przykład „pareidolii”, zjawiska psychologicznego, w którym znajome kształty i wzory są widziane w przypadkowych rzeczach. W Abell 1033 struktury tworzą niesamowite podobieństwo do fikcyjnego statku kosmicznego Enterprise ze Star Trek.
Jeżeli chodzi o badania astrofizyczne, szczegółowe studiowanie obrazu, że energia elektronów w „sekcji spodka” i szyjka emisji radiowej w kształcie statku kosmicznego w Abell 1033 jest wyższa, niż w „sekcji napędu gwiezdnego” w kierunku lewo-dół. Sugeruje to, że elektrony wytwarzające emisję radiową zwykle tracą znaczne ilości energii w ciągu dziesiątek, a nawet setek milionów lat, kiedy promieniują. Emisja radiowa byłaby wówczas niewykrywalna. Jednak znacznie rozszerzona emisja radiowa obserwowana w Abell 1033, rozciągająca się na około 500 000 lat świetlnych oznacza, że energetyczne elektrony są obecne w większych ilościach i mają wyższe energie, niż wcześniej sądzono. Jeden z pomysłów jest taki, że elektrony otrzymały dodatkowy zastrzyk energii poprzez dodatkowe wstrząsy i turbulencje.
Inne źródła emisji radiowej na obrazie, oprócz obiektu w kształcie statku kosmicznego, to krótsze dżety z innej galaktyki i „radiowy feniks”, składające się z chmury elektronów, które osłabły w emisji radiowej, a następnie zostały jeszcze raz zasilone, gdy fale uderzeniowe skompresowały obłok. Spowodowało to, że obłok ponownie rozbłysnął na częstotliwościach radiowych.
Zespół, który wykonał badania, wykorzysta obserwacje z Chandra i LOFAR, aby szukać dalszych przykładów zderzających się gromad galaktyk ze zniekształconą emisją radiową, aby pogłębić swoją wiedzę na temat tych energetycznych obiektów.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
.jpg)
