Chmura wysokoenergetycznych cząstek odkryta wokół bardzo odległej gromady galaktyk
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Astronomowie zobrazowali największą znaną chmurę energetycznych cząstek otaczającą gromadę galaktyk. Chmura ma średnicę niemal 20 milionów lat świetlnych, a jej istnienie każe zadać sobie pytanie o mechanizmy, które stoją za nadawanie energii cząstkom. Obowiązujące teorie mówią, że cząstki są napędzane przez pobliskie galaktyki. Tymczasem badania nad niezwykłą chmurą sugerują, że cały region zostaje naenergetyzowany przez gigantyczne fale uderzeniowe i turbulencje gazu otaczającego galaktyki.
Po raz pierwszy odkryta w 2011 roku gromada PLCK G287.0+32.9 znajduje się w odległości 5 miliardów lat świetlnych od Ziemi. Wcześniej zauważono tam dwa jasne obszary utworzone przez fale uderzeniowe, które podświetliły krawędzie gromady. Wówczas jednak nie zauważono słabej emisji w paśmie radiowym, która wypełnia przestrzeń pomiędzy rozbłyskami. Nowe obrazy uzyskane za pomocą radioteleskopów pokazały, że cała gromada otoczona jest chmurą cząstek.
Spodziewaliśmy się, że zobaczymy dwa reliktowe jasne miejsca na krawędziach gromady. Zgadzało by się to z poprzednimi obserwacjami. Tymczasem okazał się, że cała gromada otoczona jest emisją w paśmie radiowym. Nigdy wcześniej nie obserwowano tak wielkiej chmury wysokoenergetycznych cząstek, mówi doktor Kamlesh Rajpurohit z Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian. Dotychczasowy rekordzista, Abell 2255, ma średnicę 16,3 miliona lat świetlnych.
Wewnątrz chmury cząstek zidentyfikowano halo radiowe o średnicy 11,4 miliona lat świetlnych. To pierwsze tak wielkie halo w paśmie 2,4 GHz. Badania dostarczyły silnych dowodów na istnienie elektronów pochodzących z promieniowania kosmicznego oraz pól magnetycznych rozciągających się aż na krawędzie gromady. Nie jest jednak jasne, jak elektrony są przyspieszane na tak dużych przestrzeniach.
Bardzo duże halo radiowe obserwuje się zwykle w niższych częstotliwościach, gdyż elektrony generujące teki sygnał tracą energię, są stare i ochłodziły się z czasem. Tutaj zaś widzimy gigantyczne halo emisji radiowej wypełniające całą gromadę. To sugeruje, że coś przyspiesza lub ponownie przyspiesza elektrony, ale nie jest to nic, o czym wiemy, że stoi za takim procesem. Sądzimy, że odpowiedzialne mogą być gigantyczne fale uderzeniowe lub turbulencje, ale potrzebujemy więcej modeli teoretycznych, by znaleźć odpowiedź, dodaje Rajpurohit.
Źródło: Radial Profiles of Radio Halos in Massive Galaxy Clusters: Diffuse Giants Over 2 Mpc, https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2025arXiv250505415R/abstract
« 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 -
przez KopalniaWiedzy.pl
Galaktyki, gwiazdy, planety i ich księżyce obracają się wokół własnych osi. Teraz międzynarodowy zespół badawczy dodał do tych obiektów kosmiczne włókna, skupiska gromad i supergromad galaktyk, które rozciągają się na odległość setek milionów lat świetlnych. Tym samym są to największe obracające się obiekty w przestrzeni kosmicznej. Ich ruch może wyjaśniać, dlaczego galaktyki i inne obiekty tak chętnie wirują wokół własnej osi.
Naukowcy nie do końca rozumieją fenomen obracania się wokół własnej osi na skalę kosmiczną. Jednym ze sposobów zrozumienia tego zjawiska jest próba poznania obszarów, w których rotacja ustaje.
Naukowcy z Instytutu Astrofizyki im. Leibnitza w Poczdamie, pracujący pod kierunkiem Noama Liebskinda, postanowili sprawdzić, czy włókna galaktyczne również się obracają. Struktury te mają długość setek milionów, a szerokość zaledwie kilku milionów lat świetlnych. Przypominają gigantyczne mosty, łączące ze sobą gromady galaktyk.
Już wcześniejsze badania sugerowały, że włókna mogą być miejscami, gdzie rotacja ustaje. Jednak grupa Liebskinda, we współpracy z uczonymi z Francji, Chin i Estonii, wywróciła te przekonania do góry nogami.
Galaktyki, wędrujące wzdłuż włókien, poruszają się po orbitach przypominających helisę czy też korkociąg, krążąc wokół środka włókna. Nigdy wcześniej nie obserwowaliśmy takiego ruchu obrotowego na tak wielką skalę. To wskazuje, że musi istnieć nieznany mechanizm fizyczny napędzający ten ruch, mówi Liebskind.
Naukowcy odkryli ten ruch analizując dane ze Sloan Digital Sky Survey, w ramach którego gromadzone są informacje o świetle docierającym do nas z setek tysięcy galaktyk. Jako że nie jesteśmy w stanie mierzyć obrotu w tak gigantycznej skali, naukowcy badali przesunięcie galaktyk ku czerwieni i ku światłu niebieskiemu. W ten sposób mogli określić, jak szybko galaktyki przybliżają się i oddalają od nas.
Aby tego dokonać przeanalizowali tysiące włókien i zbadali prędkość galaktyk równolegle do włókien. Gdy większość galaktyk z jednej strony włókien podążała ku widmu niebieskiemu, a większość z drugiej – ku czerwonemu, uczeni doszli do wniosku, że włókna wirują wokół własnej osi. Prędkość tego wirowania oszacowali na niemal 100 km/s.
Innym ważnym spostrzeżeniem jest odkrycie, iż włókna przy końcach bardziej masywnych gromad galaktyk wirują szybciej. Liebskind przyznaje, że nie rozumie do końca tego zjawiska, ale być może istnieje związek grawitacyjny pomiędzy obrotem włókien a zbiorami galaktyk. Być może efekt pływowy lub pole grawitacyjne tych gromad w jakiś sposób napędza lub wywołuje obrót.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.