Nowo odkryty klaster galaktyk może zmienić nasze wyobrażenie o wszechświecie bo jego plazma jest pięć razy gorętsza niż przewidywano
Nowo odkryty klaster galaktyk może zmienić nasze wyobrażenie o wszechświecie, bo plazma intracluster medium jest pięć razy gorętsza niż przewidywano, zaledwie 1,4 miliarda lat po Wielkim Wybuchu. Astronomowie dotąd myśleli, że takie ekstremalne temperatury wystąpią dopiero w dojrzalszych, stabilnych klastrach, które utworzyły się później w historii wszechświata. Ten gorący młody klaster mógłby sugerować, że najwcześniejsze momenty kosmosu były znacznie bardziej wybuchowe niż wcześniej przypuszczano. Naukowcy wierzą, że ten niezwykły upał może być wynikiem trzech supermasywnych czarnych dziur ukrytych w głębinach klastra. Współautor Dazhi Zhou, doktorant Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej, mówi: 'We didn’t expect to see such a hot cluster atmosphere so early in cosmic history.' 'In fact, at first I was sceptical about the signal as it was too strong to be real.' 'But after months of verification, we’ve confirmed this gas is at least five times hotter than predicted, and even hotter and more energetic than what we find in many present-day clusters.'
In This Article:
Wczesny, gorący klaster SPT2349-56 ma temperaturę gazu pięć razy wyższą od przewidywań
Zespół obserwował klaster przy użyciu ALMA, patrząc w przeszłość 12 miliardów lat. Wówczas klaster SPT2349-56 był niezwykle młody, ale już ogromny jak na swoje lata. Rdzeń klastrów ma ponad 500 000 lat świetlnych szerokości, co odpowiada mniej więcej rozmiarowi halo materii i ciemnej materii otaczającego Drogę Mleczną. Klastr zawiera ponad 30 niezwykle aktywnych galaktyk, które tworzą gwiazdy ponad 5 000 razy szybciej niż Droga Mleczna. Jednak pomiar temperatury intracluster medium za pomocą ALMA wykazał, że była ona znacznie wyższa niż modele przewidywały dla tego momentu w historii wszechświata. Naukowcy nie są pewni, jak klaster mógł stać się tak gorący. Sugerują, że może to być związane z trzema niedawno odkrytymi supermasywnymi czarnymi dziurami w klastrze. Współautor Profesor Scott Chapman z Dalhousie University, który prowadził badania podczas pobytu w Narodowej Radzie Badań Kanady, mówi: 'already pumping huge amounts of energy into the surroundings and shaping the young cluster, much earlier and more strongly than we thought.'
Trzy supermasywne czarne dziury w klastrze i ich wpływ na gorąco gazu
Naukowcy sugerują, że gorąca plazma w intracluster medium mogła być napędzana przez trzy niedawno odkryte supermasywne czarne dziury w klastrze. Supermasywne czarne dziury to największa klasa czarnych dziur, o masach co najmniej setek tysięcy razy masy Słońca. Znajdują się zwykle w centrach galaktyk, gdzie wyssą gaz i emitują ogromne ilości promieniowania X. Współautor profesor Scott Chapman z Dalhousie University, który pracował nad badaniami w Narodowej Radzie Badań Kanady, mówi: 'already pumping huge amounts of energy into the surroundings and shaping the young cluster, much earlier and more strongly than we thought.' To rozwija się w kontekście, że wiele badań prowadzi do wniosku, że czarne dziury rosną znacznie szybciej niż same galaktyki w młodym wszechświecie. Naukowcy dodają, że obserwacje te pojawiają się w czasie, gdy coraz więcej supermasywnych czarnych dziur jest odkrywanych w bardzo wczesnym wszechświecie, sugerując, że tempo ich wzrostu mogło być szybsze niż wcześniej oczekiwano. W zeszłym roku naukowcy z teleskopu James Webb Space Telescope (JWST) zaobserwowali czarną dziurę aktywnie rosnącą w galaktyce zaledwie 570 milionów lat po Wielkim Wybuchu.
Dlaczego to ma znaczenie dla kosmologii i największych galaktyk wszechświata
Profesor Scott Chapman mówi: 'Understanding galaxy clusters is the key to understanding the biggest galaxies in the universe.' Badania te podkreślają, że klasteryzacja galaktyk to kluczowy element zrozumienia największych galaktyk we wszechświecie, a ewolucja klastrów, w tym intracluster medium, odgrywa decydującą rolę w kształtowaniu tych masywnych systemów. Galaktyki najczęściej żyją w grupach i skupiskach – stała, bardzo silna atmosfera klastrów wpływa na ich rozwój, w tym na procesy formowania gwiazd. Czarne dziury są tak gęste, że ich grawitacyjna siła jest tak silna, że żadna forma promieniowania nie może ich opuścić — nawet światło nie może się z nich wydostać. Działają jak gigantyczne źródła grawitacji, które zasysają pył i gaz wokół siebie. Sposób, w jaki powstają, wciąż nie jest w pełni zrozumiały. Naukowcy obstawiają, że mogą powstawać, gdy ogromna chmura gazu, ważąca nawet setki tysięcy mas Słońca, zapada się w czarną dziurę. Wiele z tych nasion czarnych dziur łączy się później, tworząc znane nam dziś supermasywne czarne dziury, które znajdują się w centrum każdego masywnego galaktycznego jądra. Inną drogą jest powstanie nasion z gigantycznej gwiazdy, która po wyganięciu zapada się w czarną dziurę. Kiedy te gigantyczne gwiazdy umierają, również przechodzą w stan supernowej, wyrzucając materia z zewnętrznych warstw gwiazdy w daleką przestrzeń.
