Исследование Сузаку указывает на ранний космический «посев»

В период с 2009 по 2011 год исследователи из Института астрофизики элементарных частиц и космологии Кавли (KIPAC), совместно управляемого Стэнфордским университетом и Национальной ускорительной лабораторией SLAC Министерства энергетики в Калифорнии, использовали уникальные возможности Сузаку для составления карты распределения железа в галактике Персей. Кластер.То, что они обнаружили, примечательно: в скоплении, которое охватывает более 11 миллионов световых лет в космосе, концентрация излучающего рентгеновские лучи железа практически одинакова во всех направлениях.

«Это говорит нам о том, что железо — и, следовательно, другие тяжелые элементы — уже были широко рассредоточены по всей Вселенной, когда скопление начало формироваться», — сказал астрофизик KIPAC Норберт Вернер, ведущий исследователь исследования. «Мы пришли к выводу, что любое объяснение того, как это произошло, требует главных ролей для взрывов сверхновых и активных черных дыр».Самыми расточительными производителями железа являются сверхновые типа Ia, которые возникают либо когда белые карлики сливаются, либо иным образом приобретают такую ​​массу, что становятся нестабильными и взрываются. Согласно наблюдениям Сузаку, общее количество железа, содержащегося в газе, заполняющем скопление, в 50 миллиардов раз превышает массу нашего Солнца, причем около 60 процентов этого железа находится во внешней половине скопления.По оценкам команды, по крайней мере 40 миллиардов сверхновых типа Ia внесли свой вклад в химический «засев» пространства, которое позже стало скоплением галактик Персей.

Изготовить железо — это одно, а равномерно распределить его по региону, где образовался кластер, — совсем другое. Исследователи предполагают, что все сложилось в течение одного определенного периода космической истории.Примерно 10–12 миллиардов лет назад Вселенная образовывала звезды так же быстро, как и когда-либо.

Обильные сверхновые звезды сопровождают периоды интенсивного звездообразования, а быстрые взрывы вызвали утечки в масштабах галактики. В то же время сверхмассивные черные дыры в центрах галактик были наиболее активными, быстро аккрецируя газ и выделяя большое количество энергии, некоторые из которых вызывали мощные струи. Вместе эти галактические «ветры» выдували химические продукты сверхновых из своих родительских галактик в более широкий космос.Некоторое время спустя в областях космоса с наибольшей плотностью материи сформировались скопления галактик, которые собрали и перемешали космический мусор из областей размером в миллионы световых лет.

«Если наш сценарий верен, то практически все скопления галактик с массами, подобными скоплению Персея, должны демонстрировать аналогичные концентрации железа и плавное распределение вдали от центра», — сказал соавтор Ондрей Урбан, также из KIPAC.Скопления галактик содержат от сотен до тысяч галактик, а также огромное количество диффузного газа и темной материи, связанных вместе их коллективным гравитационным притяжением.Новый газ, попадающий в кластер, падает к его центру, в конечном итоге двигаясь достаточно быстро, чтобы генерировать ударные волны, которые нагревают падающий газ. В скоплении Персей температура газа достигает 180 миллионов градусов по Фаренгейту (100 миллионов C), настолько горяча, что атомы почти полностью лишаются своих электронов и излучают рентгеновские лучи.

Скопление галактик Персей, которое находится на расстоянии около 250 миллионов световых лет и названо в честь своего созвездия, является самым ярким протяженным источником рентгеновского излучения за пределами нашей галактики и самым ярким и ближайшим скоплением, для которого Сузаку попытался нанести на карту удаленный газ. .Команда использовала рентгеновские телескопы Сузаку, чтобы сделать 84 наблюдения скопления Персея, в результате чего были построены радиальные карты по восьми различным направлениям. Благодаря чувствительности инструментов космического корабля исследователи смогли измерить распределение железа в слабом газе в самых отдаленных уголках скопления, где в него продолжает попадать новый газ.

Результаты опубликованы в номере журнала Nature от 31 октября.Suzaku (по-японски "красная птица юга") был запущен как Astro-E2 10 июля 2005 года и переименован на орбиту.

Обсерватория была разработана Институтом космических и астронавтических наук Японского агентства аэрокосмических исследований в сотрудничестве с НАСА и другими учреждениями Японии и США. НАСА Годдард предоставило Сузаку рентгеновские телескопы и программное обеспечение для обработки данных и продолжает управлять объектом, который поддерживает американских астрономов, использующих космический корабль.


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *