Міжнародна команда вчених виявила величезну хвилю гарячого газу, що прокотилася через скупчення галактики Персей. Хвиля - це гігантська версія хвилі Кельвіна-Гельмгольца. Вони створені, коли дві рідини перетинаються з різною швидкістю: наприклад, коли вітер дме над водою.
У цьому випадку хвиля була спричинена невеликим галактичним скупченням, що пасуться за скупченням Персея, і розпочав ланцюг подій, що тривали мільярди років. Ці висновки з’являються у статті в номері журналу "Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства" за червень 2017 року.
"Ідентифікована нами хвиля пов'язана з пролетом меншого кластеру. Це свідчить про те, що діяльність злиття, яка виробляла ці гігантські структури, все ще триває" - Стівен Уокер, Центр космічних польотів НАСА Годдарда.
"Персей - це один з наймасовіших класів поблизу і найяскравіший на рентгенівських знімках, тому дані Чандри дають нам незрівнянні деталі", - сказав провідний вчений Стівен Уокер в Центрі космічних польотів Годдарда в Грінбелті, штат Меріленд. "Ідентифікована нами хвиля пов'язана з пролетом меншого кластеру. Це свідчить про те, що діяльність злиття, яка виробляла ці гігантські структури, все ще триває."
Скупчення галактик Персей, також відоме як Abell 426, проходить 240 мільйонів світлових років, і близько 11 мільйонів світлових років. Це один з наймасовіших об’єктів, про який ми знаємо, і названий його по сузір'ї Персей, яке з'являється в тій же частині неба.
Кластери Галактики - це найбільші гравітаційно пов'язані об’єкти у Всесвіті. Більшість спостережуваних речовин у галактичних кластерах - це газ. Але газ надзвичайно гарячий - десятки мільйонів градусів гарячого - це означає, що він випромінює рентген.
Рентгенівські спостереження Персея виявили кілька особливостей і структур газової структури кластера. Деякі з них є бульбашкоподібними особливостями, спричиненими надмасивною чорною дірою (SMBH) в NGC 1275, центральній галактиці кластера Персей. Ще одна з цих особливостей відома як "бухта". Затока - це увігнута функція, яку не могло б сформувати SMBH.
Затока - це головоломка, оскільки вона не виробляє жодних викидів, яких можна було б очікувати від чогось, що утворюється SMBH. Бухта також не відповідає моделям того, як повинен поводитись газ у цій ситуації.
Основним вченим, який стоїть за цим дослідженням, є Стівен Уокер з Центру космічних польотів НАСА Годдард. Уокер звернувся до рентгенівської обсерваторії Чандра, щоб допомогти вирішити цю загадку. Існуючі чандрські зображення кластера Персей були відфільтровані для того, щоб виділити краї структур та зробити будь-які найтонші деталі більш видимими.
Ці відфільтровані та оброблені зображення потім порівнювали з комп’ютерним моделюванням об'єднань галактичних кластерів. Джон Зухон, астрофізик Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики, створив онлайн-каталог цих симуляцій.
«Злиття кластерних галактик являють собою останню стадію формування структури в космосі». -John ZuHone, Гарвард-Смітсоніанський центр астрофізики.
«Злиття кластерних галактик являють собою останню стадію формування структури в космосі. Гідродинамічні імітації злиття кластерів дозволяють нам виробляти особливості гарячого газу та налаштовувати фізичні параметри, такі як магнітне поле. Тоді ми можемо спробувати співставити детальні характеристики споруд, які ми спостерігаємо на рентгенах ». -John ZuHone, Гарвард-Смітсоніанський центр астрофізики.
Одне із симуляцій відповідало тому, що бачили астрономи в Персей. У ньому велике скупчення, як Персей, розселилося на дві області: більш холодну область газу близько 30 мільйонів градусів Цельсія, і більш гарячу область газу майже на 100 мільйонів градусів Цельсія. У цій моделі кластер менший за Персей, але приблизно в тисячу разів масивніший, ніж Чумацький Шлях проходить близько до Персея, пропускаючи його центр приблизно за 650 000 світлових років.
Це сталося близько 2,5 мільярдів років тому, і воно започаткувало ланцюжок подій, які все ще розгортаються.
Близький промах викликав гравітаційне порушення, що створило розширюється спіраль холодного газу. Величезна хвиля газу утворилася на межі спіралі холодного газу, де він перетинається з гарячішим газом. Це хвиля Кельвіна-Гельмгольца, що спостерігається на зображеннях.
"Ми вважаємо, що функція бухти, яку ми бачимо в Персей, є частиною хвилі Кельвіна-Гельмгольца, можливо, найбільшої досі виявленої, яка сформувалася приблизно так само, як показує моделювання", - сказав Уокер. "Ми також виявили подібні особливості у двох інших кластерах галактик, Кентавр та Авель 1795."
Дослідження дало ще одну користь, окрім того, що просто помітити неможливо величезну хвилю. Це дозволило команді виміряти магнітні властивості кластера Персей. Дослідники виявили, що сила магнітного поля в кластері вплинула на величину хвилі газу. Це поле занадто сильне, хвилі взагалі не утворюються, а якщо магнітне поле занадто слабке, то хвилі були б ще більшими.
За словами команди, немає іншого відомого способу вимірювання магнітного поля.
Джерело: Вчені виявляють, як гігантська хвиля котиться через скупчення галактики Персей
