Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Astronomowie odkryli rekordowo wielką chmurę otaczającą gromadę galaktyk
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Wokół jednej z najbardziej oddalonych gromad galaktyk zauważono rozległą chmurę wysokoenergetycznych cząstek. Struktura znajduje się w odległości 10 miliardów lat świetlnych od Ziemi i jest najbardziej odległym od nas radiowym mini-halo. Znajduje się 2-krotnie dalej, niż wcześniej znana analogiczna struktura.
Zdaniem współautorki badań, Julie Hlavacek-Larrodo z Université de Montréal to dowód, że gromady galaktyk przez większość swojego istnienia są zanurzone w chmurach wysokoenergetycznych cząstek. Znajdują się one w przestrzeniach międzygalaktycznych i emitują fale radiowe, które można zarejestrować na Ziemi. Zrozumienie, w jaki sposób energia przemieszcza się między galaktykami i jak kształtuje gromady galaktyk pomoże naukowcom lepiej opisać ewolucję wszechświata.
Istnieją dwie najbardziej prawdopodobne hipotezy dotyczące tworzenia się takich mini-halo. Jedna z nich mówi, że w centrach galaktyk wchodzących w skład gromady znajdują się supermasywne czarne dziury wyrzucające w przestrzeń kosmiczną strumienie wysokoenergetycznych cząstek. Naukowcy nie wiedzą jednak, w jaki sposób cząstki te mogłyby migrować na duże odległości od czarnych dziur, nie tracąc przy tym znacznej ilości energii. Druga z hipotez mówi, że wysokoenergetyczne cząstki powstają w wyniku
zderzeń plazmy znajdujących się w galaktykach i je otaczających.
Być może nowe odkrycie pozwoli na rozstrzygnięcie tych kwestii. Na pewno jednak pokazuje ono, że gromady galaktyk są otoczone chmurami takich cząstek przez miliardy lat dłużej, niż dotychczas sądzono.
Źródło: Discovery of Diffuse Radio Emission in a Massive z=1.709 Cool Core Cluster: A Candidate Radio Mini-Halo, https://arxiv.org/abs/2506.19901
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Ciemna materia, hipotetyczna materia, która ma stanowić 85% masy kosmosu, wciąż nie została znaleziona. Nie wiemy, z czego się składa, a przekonanie o jej istnieniu pochodzi z obserwacji efektów grawitacyjnych, których obecności nie można wyjaśnić zwykłą materią. Dlatego też co jakiś czas pojawiają się hipotezy opisujące, z czego może składać się ciemna materia. Jedną z nich przedstawili właśnie na lamach Physical Review Letters dwaj uczeni z Dartmouth College. Ich zdaniem ciemna materia może być zbudowana z niemal bezmasowych relatywistycznych cząstek, podobnych do światła, które w wyniku zderzeń utworzyły pary, straciły energię, a zyskały olbrzymią masę.
Ciemna materia rozpoczęła istnienie jako niemal bezmasowe relatywistyczne cząstki, niemal jak światło. To całkowita antyteza tego, jak się obecnie postrzega ciemną materię – to zimne grudki nadające masę galaktykom. Nasza teoria próbuje wyjaśnić, jak przeszła ona ze światła do grudek, mówi profesor fizyki i astronomii Robert Caldwell. Jest on współautorem badań przeprowadzonych z magistrantem fizyki i matematyki Guanmingiem Liangiem.
Po Wielkim Wybuchu wszechświat zdominowany był przez gorące szybko poruszające się cząstki podobne do fotonów. W tym chaosie olbrzymia liczba cząstek utworzyła pary. Zgodnie z ich hipotezą, cząstki były przyciągane do sobie dzięki temu, że ich spiny były zwrócone w przeciwnych kierunkach. Utworzone pary schładzały się, a nierównowaga ich spinów prowadziła do gwałtownej utraty energii. W wyniku tego procesu powstały zimne ciężkie cząstki, które utworzyły ciemną materię. Właśnie ten spadek energii, który wyjaśniał przejście z wysokoenergetycznych gorących cząstek do nierównomiernie rozłożonych zimnych grudek, jest najbardziej zaskakującym efektem działania zastosowanego przez uczonych modelu matematycznego.
To przejście fazowe pozwala na wyjaśnienie olbrzymiej ilości ciemnej materii we wszechświecie. Autorzy badań wprowadzają w swojej teorii teoretyczną cząstkę, która miała zainicjować przejście do cząstek ciemnej materii. Jednak nie jest to zjawisko nieznane. Wiadomo, że cząstki subatomowe mogą przechodzić podobne zmiany. Na przykład w niskich temperaturach dwa elektrony mogą utworzyć pary Coopera. Zdaniem Caldwella i Lianga to dowód, że ich hipotetyczne cząstki również mogłyby zostać skondensowane do ciemnej materii.
Poszukaliśmy w nadprzewodnictwie wskazówek, czy pewne interakcje mogą prowadzić do tak gwałtownego spadku energii. Pary Coopera to dowód, że taki mechanizm istnieje, mówi Caldwell. Liang zaś obrazowo porównuje takie przejścia jako zamianę od gorącego espresso do owsianki.
Badacze zapewniają, że ich model matematyczny jest prosty. Na jego podstawie można przypuszczać, że wspomniane cząstki będzie widać w mikrofalowym promieniowaniu tła (CMB). Zdaniem naukowców, można go będzie przetestować już wkrótce, dzięki obecnie prowadzonym i przyszłym badaniom CMB.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Wykonane przez Telekop Webba (JWST) zdjęcia znanej gromady galaktyk El Gordo (Grubas) ujawniły niezwykły obiekt, którego nigdy wcześniej nie widziano. Na wykonanych w podczerwieni fotografiach widać odległe zniekształcone galaktyki znajdujące się w tle. Teleskop Hubble'a, który niejednokrotnie fotografował El Gordo, nie wdział tych galaktyk. Grubas to gromada setek galaktyk, która powstała 6,2 miliarda lat temu. W swoim czasie była to najbardziej masywna struktura tego typu we wszechświecie.
Pracujący z JWST naukowcy skupili się na El Gordo, wykorzystując gromadę w roli soczewki. Zjawisko soczewkowania grawitacyjnego jest często używane przez astronomów do obserwacji odległych obiektów. Wykorzystuje ono fakt, że światło przebiegające w pobliżu dużej masy – tutaj jest to gromada galaktyk – ulega zakrzywieniu. Masa taka działa jak soczewka, pokazując i powiększając to, co jest za nią.
Na najnowszych obrazach El Gordo widać jasny łuk nazwany El Anzuelo (Haczyk na ryby). Tworzy go światło z galaktyki odległej od nas o 10,6 miliarda lat. Czerwony kolor El Anzuelo to skutek zarówno przechodzenia światła przez pył, jak i przesunięcia ku czerwieni, wynikającego z olbrzymiej odległości, jaką musiało ono pokonać, by do nas dotrzeć.
Astronomowie wykonali korektę zniekształceń powodowanych przez El Gordo i stwierdzili, że wspomniana galaktyka ma kształ dysku, a jej średnica wynosi 26 000 lat świetlnych, zatem 4-krotnie mniej od średnicy Drogi Mlecznej. Byli też w stanie określić historię tworzenia się galaktyki. Okazało się, że w centrum galaktyki bardzo szybko skończył się gaz potrzebny do tworzenia się gwiazd. To zaś może wskazywać na istnienie tam supermasywnej czarnej dziury.
Innym ważnym elementem fotografii jest cienka linia biegnąca na lewo od centrum. Nazwana La Flaca (Chudzina) przedstawia poddaną soczewkowaniu grawitacyjnemu galaktykę znajdującą się w odległości 11 miliardów lat świetlnych. W pobliżu widać kolejną galaktykę, w której naukowcy zauważyli czerwonego olbrzyma i nazwali go Quyllur, co w języku keczua oznacza gwiazdę.
Dzięki soczewkowaniu grawitacyjnemu przez El Gordo Hubble już wcześniej odkrył inne gwiazdy, np. Earendel, jednak wszystkie były błękitnymi nadolbrzymami. Quyllur to pierwszy czerwony olbrzym zaobserwowany w odległości większej niż miliard lat świetlnych od Ziemi. Takie gwiazdy, przez ich duże przesunięcie ku czerwieni, może odkryć tylko Webb.
Zdjęcia ujawniły też inne interesujące obiekty, jak np. młodą gromadę galaktyk, która zaczęła tworzyć się 12,1 miliarda lat temu. Prawdopodobnie składa się ona z 17 galaktyk.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Teleskop Webba pokazuje rzeczy, jakich nigdy nie widzieliśmy, w tym okres formowania się galaktyk. Webb pozwolił właśnie na szczegółowe obserwacje protogromady siedmiu galaktyk, o przesunięciu ku czerwieni z=7,9, co oznacza, że obserwujemy ją tak, jak wyglądała 650 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Astronomowie określili jej prawdopodobną późniejszą ewolucję i doszli do wniosku, że z czasem utworzyła znaną obecnie Gromadę Warkocza Bereniki (Abell 1656), najgęstszą z gromad galaktyk.
To szczególne, unikatowe miejsce przyspieszonej ewolucji galaktyk, a Webb daje nam bezprecedensową możliwość dokonania pomiarów prędkości tych siedmiu galaktyk, dzięki czemu możemy upewnić się, że tworzą one protogromadę, mówi główny autor badań, Takahiro Morishita z IPAC-California Institute of Technology.
Dzięki precyzyjnym pomiarom dokonanym przez instrument NIRSpec naukowcy mogli potwierdzić odległość galaktyk oraz prędkość ich przemieszczania się przez halo ciemnej materii, która wynosi około 1000 km/s. Dane spektrograficzne zaś pozwoliły na modelowanie i mapowanie przyszłej ewolucji gromady. Po analizie naukowcy uznali, że najprawdopodobniej utworzyła ona Abell 1656. Obserwujemy te odległe galaktyki jak krople wody w różnych rzekach i możemy stwierdzić, że z czasem staną się one częścią jednego olbrzymiego nurtu, dodaje Benedetta Vulcani z Narodowego Instytutu Astrofizyki we Włoszech. Webb dostrzegł protogromadę dzięki wykorzystaniu zjawiska soczewkowania grawitacyjnego zapewnionego przez Gromadę Pandora (Abell 2744).
Obserwowanie początków powstawania wielkich gromad galaktyk jak Pandora czy Warkocz Bereniki jest bardzo trudne, gdyż wszechświat się rozszerza, a to oznacza, że docierające do nas z coraz większej odległości fale świetlne są coraz bardziej rozciągnięte, przesuwając się ku podczerwieni. Przed Webbem nie dysponowaliśmy instrumentem, który rejestrowałby podczerwień w wystarczająco dużej rozdzielczości. Teleskop Webba powstał właśnie po to, by wypełnić tę lukę w astronomii. I, jak widać, świetnie się sprawdza.
Sprawdzają się też przewidywania mówiące, że największą korzyść osiągniemy ze współpracy Webba z Hubble'em.Te siedem galaktyk w protogromadzie zostało wytypowanych właśnie przez Teleskop Hubble'a jako potencjalnie interesujący cel badawczy. Hubble nie ma jednak możliwości obserwowania światła o długości fali większej niż bliska podczerwień, dlatego też nie był w stanie dostarczyć nam zbyt wielu danych. Uzyskaliśmy je dzięki Webbowi.
Co więcej, autorzy badań nad protogromadą przypuszczają, że współpraca Webba z Roman Grace Telescope, który ma zostać wystrzelony w 2027 roku, a który bazuje na jednym z teleskopów przekazanych NASA przez agencję wywiadowczą, może dostarczyć nam jeszcze więcej informacji o początkach gromad galaktyk.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Teleskop Webba przyłapał masywne galaktyki podczas procesu tworzenia przez nie gromady skupionej wokół ekstremalnie czerwonego kwazara. Zaskakujące odkrycie pozwoli nam lepiej zrozumieć, jak we wczesnym wszechświecie dochodziło do tworzenia gromad galaktyk i powstania wszechświata takiego, jakim znamy go dzisiaj.
Kwazary to rodzaj galaktyki aktywnej. Mają one olbrzymią jasność, a w ich centrum znajduje się supermasywna czarna dziura. Wpadający w nią gaz powoduje, że kwazar świeci tak jasno, iż przyćmiewa wszystkie gwiazdy w galaktyce.
Teleskop Webba badał kwazar SDSS J165202.64+172852.3 odległy od nas o 11,5 miliarda lat świetlnych. Ze względu na przesunięcie ku czerwieni, zjawisko polegające na tym, iż im bardziej odległe źródło, tym większą długość fali ma docierające z niego światło, kwazar ten jest czerwony. To zaś powoduje, że Webb, wyspecjalizowany w obserwowaniu światła podczerwonego, jest świetnym instrumentem do jego obserwacji.
Nasz kwazar to jedna z najpotężniejszych znanych nam aktywnych galaktyk znajdujących się w tak dużej odległości. Astronomowie od dawna spekulowali, że potężna emisja z kwazaru może wywoływać zjawisko zwane „galaktycznym wiatrem”, który wypycha gaz z galaktyki macierzystej i może w znaczącym stopniu wpływać na formowanie się w niej gwiazd. Naukowcy, którzy już wcześniej obserwowali SDSS J165202.64+172852.3 za pomocą Hubble'a i innych teleskopów spekulowali, że potężna emisja może być sygnałem, że galaktyka ta łączy się z inną, której nie można dostrzec.
Teraz jednak dysponujemy Teleskopem Webba. Grupa naukowców wykorzystała spektrograf NIRSpec, który jest w stanie zebrać dane z całego pola widzenia teleskopu i obserwowac nie tylko kwazar, ale całą jego galaktykę macierzystą oraz jej otoczenie. Uczeni dostrzegli coś, czego się nie spodziewali. Wokół kwazaru krążą co najmniej 3 inne galaktyki, a dzięki możliwościom Webba udało się zbadać ruch całego otaczającego materiału, co pozwoliło stwierdzić, że kwazar jest centrum formującej się gromady galaktyk.
Znamy jedynie kilka protogromad galaktyk z tak wczesnego czasu po powstaniu wszechświata. Bardzo trudno jest je znaleźć, gdyż niewiele gromad mogło się uformować w tak krótkim czasie po Wielkim Wybuchu, mówi główna autorka badań, doktor Dominika Wylezalek z Uniwersytetu w Heidelbergu.
Astronomowie przypuszczają, że jeszcze nie dostrzegli wszystkiego. Archiwalne dane z Hubble'a sugerują, że galaktyk wokół kwazaru może być więcej. Nasze wstępne dane wskazują na silne interakcje pomiędzy sąsiadującymi galaktykami, dodaje Andrey Vayner z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa.
Trzy potwierdzone galaktyki krążą wokół siebie z bardzo dużą prędkością, co wskazuje, że znajduje się tam dużo masy. Biorąc pod uwagę odległości pomiędzy nimi a kwazarem można przypuszczać, że to jeden z najbardziej gęstych obszarów we wczesnym wszechświecie.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.