Τεράστιες συγκρούσεις που συνδέονται με την επιστήμη του ηλιακού συστήματος

Η σύνθετη εικόνα των δεδομένων ακτίνων Χ Abell 2146 και Chandra (με μωβ) δείχνει ζεστό αέριο και τα οπτικά δεδομένα του τηλεσκοπίου Subaru δείχνουν γαλαξίες (σε κόκκινο και λευκό). Το ένα μπλοκ (με την ετικέτα #2) κινείται προς τα κάτω αριστερά προς την κατεύθυνση που φαίνεται και κινείται μέσα από το άλλο μπλοκ (#1). Το ζεστό αέριο στο πρώτο σπρώχνει ένα ωστικό κύμα, όπως μια ηχητική έκρηξη που δημιουργείται από έναν υπερηχητικό πίδακα, καθώς συγκρούεται με το καυτό αέριο στο άλλο. Πίστωση: Chandra/Πανεπιστήμιο του Nottingham

Μια νέα μελέτη δείχνει μια βαθιά σύνδεση μεταξύ ορισμένων από τα μεγαλύτερα και πιο ενεργητικά γεγονότα στο σύμπαν και τα μικρότερα και ασθενέστερα συμβάντα που λειτουργούν με ηλιακή ενέργεια.


Τα αποτελέσματα προήλθαν από μια μακρά παρατήρηση με το Παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra της NASA στο Abell 2146, ένα ζευγάρι συγκρουόμενων σμήνων γαλαξιών που βρίσκονται περίπου 2,8 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Επικεφαλής της νέας μελέτης ήταν η Helen Russell από τη Σχολή Φυσικής και Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Nottingham.

Τα γαλαξιακά σμήνη περιέχουν εκατοντάδες γαλαξίες και τεράστιες ποσότητες θερμού αερίου και σκοτεινής ύλης και είναι από τις μεγαλύτερες δομές στο σύμπαν. Οι συγκρούσεις μεταξύ σμήνων γαλαξιών απελευθερώνουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας σε αντίθεση με οτιδήποτε έχουμε δει από τη Μεγάλη Έκρηξη και παρέχουν στους επιστήμονες φυσικά εργαστήρια που δεν είναι διαθέσιμα εδώ στη Γη.

Στην παραπάνω σύνθετη εικόνα του Abell 2146, τα δεδομένα ακτίνων Χ Chandra (με μωβ) δείχνουν ζεστό αέριο και τα οπτικά δεδομένα του τηλεσκοπίου Subaru γαλαξίες (κόκκινο και άσπρο). Ενας συγκέντρωση (με την ετικέτα #2) μετακινείται προς τα κάτω αριστερά προς την κατεύθυνση που φαίνεται και διεισδύει στο άλλο μπλοκ (#1). Προηγουμένως ζεστό αέριο ωθείται προς τα έξω α αποπληξία Ένα κύμα, όπως μια ηχητική έκρηξη που δημιουργείται από έναν υπερηχητικό πίδακα, συγκρούεται με το καυτό αέριο στην άλλη ομάδα.

Το ωστικό κύμα έχει μήκος περίπου 1,6 εκατομμύρια έτη φωτός και μπορεί εύκολα να φανεί σε ένα αντίγραφο της εικόνας ακτίνων Χ που έχει υποστεί επεξεργασία για να τονίσει τα ευκρινή χαρακτηριστικά. Υποδεικνύεται επίσης ο κεντρικός πυρήνας του θερμού αερίου στην ομάδα Νο. 2, και η ουρά αερίου που έμεινε πίσω. Ένα δεύτερο ωστικό κύμα ίδιου μεγέθους παρατηρήθηκε πίσω από την πρόσκρουση. Τέτοια χαρακτηριστικά, που ονομάζονται «σόκ ανάντη», προκύπτουν από την πολύπλοκη αλληλεπίδραση της απαέρωσης από την πτώση της μάζας και το περιβάλλον αέριο του συμπλέγματος. Ο φωτεινότερος και ο μεγαλύτερος γαλαξίας σε κάθε σμήνος κατατάσσεται επίσης.

Τα κρουστικά κύματα όπως αυτά από έναν υπερηχητικό πίδακα είναι κρουστικά κύματα, τα οποία περιλαμβάνουν άμεσες συγκρούσεις μεταξύ σωματιδίων. Στην ατμόσφαιρα της Γης κοντά στο επίπεδο της θάλασσας, τα μόρια αερίου ταξιδεύουν συνήθως περίπου 4 εκατομμυριοστά της ίντσας πριν συγκρουστούν με ένα άλλο σωματίδιο.

Τεράστιες συγκρούσεις που συνδέονται με την επιστήμη του ηλιακού συστήματος

Abell 2146 (επώνυμο). Πιστώσεις: Ακτινογραφία: NASA/CXC/Παν. Νότιγχαμ / Χ. Russell et al.; Οπτικά: NAOJ / Subaru

Αντίθετα, στα σμήνη γαλαξιών και στον ηλιακό άνεμο – ρεύματα σωματιδίων που τρέχουν μακριά από τον Ήλιο – σπάνια συμβαίνουν άμεσες συγκρούσεις μεταξύ των σωματιδίων για την παραγωγή κρουστικών κυμάτων επειδή το αέριο είναι τόσο διάχυτο και σε απίστευτα χαμηλή πυκνότητα. Για παράδειγμα, στα σμήνη γαλαξιών, τα σωματίδια πρέπει συνήθως να ταξιδεύουν από 30.000 έως 50.000 έτη φωτός πριν συγκρουστούν. Αντίθετα, τα σοκ σε αυτά τα κοσμικά περιβάλλοντα είναι «μη σύγκρουση» που προκαλούνται από αλληλεπιδράσεις μεταξύ φορτισμένων σωματιδίων και μαγνητικών πεδίων.

Ο Chandra παρατήρησε τον Abell 2146 για περίπου 23 ημέρες, δίνοντας τη βαθύτερη εικόνα ακτίνων Χ που έχει ληφθεί μέχρι σήμερα από τις διεπαφές πρόσκρουσης σε μια γαλαξιακή ομάδα. Τα μέτωπα κρούσης του Abell 2146 είναι από τα πιο φωτεινά και ορατά. σμήνη γαλαξιών.

Η Helen σχολίασε, “Ανακάλυψα για πρώτη φορά αυτά τα μέτωπα σοκ σε ένα προηγούμενο σύντομο σημείωμα του Chandra όταν ήμουν φοιτητής διδάκτορα. Ήταν μια συναρπαστική ανακάλυψη και ένα υπέροχο ταξίδι σε αυτή τη βαθιά παρατήρηση κληρονομιάς που αποκαλύπτει τη λεπτομερή δομή σοκ.”

Χρησιμοποιώντας αυτά τα ισχυρά δεδομένα, η Russell και η ομάδα της μελέτησαν τη θερμοκρασία του αερίου πίσω από τα ωστικά κύματα στο Abell 2146. Έδειξαν ότι τα ηλεκτρόνια θερμάνονταν κυρίως από την πίεση αερίου του σοκ, ένα φαινόμενο παρόμοιο με αυτό που παρατηρείται στον ηλιακό άνεμο. Η υπόλοιπη θέρμανση προέκυψε από σύγκρουση μεταξύ σωματιδίων. Επειδή το αέριο ήταν τόσο διάχυτο, αυτή η πρόσθετη θέρμανση εμφανίστηκε αργά, κατά τη διάρκεια περίπου 200 εκατομμυρίων ετών.

Το Chandra κάνει τις εικόνες τόσο ευκρινείς που μπορεί πραγματικά να μετρήσει την ποσότητα των τυχαίων κινήσεων του αερίου που παραμορφώνουν τη διεπαφή κραδασμών, η οποία θεωρητικά θα αναμενόταν να είναι πολύ στενότερη. Για αυτήν την ομάδα, μέτρησαν τις τυχαίες κινήσεις του αερίου σε περίπου 650.000 μίλια την ώρα.

σύγκρουση κρουστικά κύματα σημαντική σε πολλούς άλλους τομείς έρευνας. Για παράδειγμα, η ακτινοβολία από κραδασμούς έχει ως αποτέλεσμα ηλιακός άνεμος Μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά τη λειτουργία των διαστημικών σκαφών, καθώς και την ασφάλεια των ανθρώπων στο διάστημα.

Μια εργασία που περιγράφει αυτά τα αποτελέσματα έγινε αποδεκτή από Μηνιαίες Ανακοινώσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας.


Λεπτομερείς εικόνες ενός ωστικού κύματος που εκτείνεται σε 6,5 εκατομμύρια έτη φωτός


περισσότερες πληροφορίες:
HR Russell et al, Η δομή των κραδασμών σύντηξης συστάδων: τυρβώδες πλάτος και χρονική κλίμακα θέρμανσης ηλεκτρονίων, Μηνιαίες Ανακοινώσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας (2022). DOI: 10.1093/mnras/stac1055

το απόσπασμα: Massive Collisions Associated with Solar System Science (2022, 7 Ιουνίου) Ανακτήθηκε στις 7 Ιουνίου 2022 από https://phys.org/news/2022-06-colossal-collisions-linked-solar-science.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Ανεξάρτητα από οποιαδήποτε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

READ  Προκαλεί μια ολική έκλειψη ηλίου στην Ανταρκτική και τα περίχωρά της

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *