science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Samenvoegende melkwegcluster biedt laboratorium voor versnellende elektronen

Credit:SRON Nederlands Instituut voor Ruimteonderzoek

Samenvoegende clusters van sterrenstelsels bieden astronomen natuurlijke laboratoria om kosmische verschijnselen te bestuderen. Igone Urdampilleta van SRON Netherlands Institute for Space Research gebruikt de fusie Abell 3376 om te onderzoeken hoe elektronen met relativistische snelheden door het intraclustermedium razen. De bevindingen wijzen in de richting van een versnellingsmechanisme genaamd Diffusive Shock Acceleration. De studie is gepubliceerd in Astronomie en astrofysica .

Momenteel, de Melkweg is op ramkoers met de Andromeda Galaxy met een snelheid van meer dan 100 kilometer per seconde. Zal de zon gewelddadig botsen met een van de biljoen Andromeda-sterren, de aarde met haar mee naar beneden nemen? Gelukkig, Nee. De afstanden tussen sterren in een melkwegstelsel zijn zo groot dat als ze zo groot waren als pingpongballen, ze zouden ongeveer 1000 kilometer van elkaar verwijderd zijn. Sterrenstelsels botsen niet, ze fuseren. Hetzelfde geldt voor clusters van sterrenstelsels. Ze bieden astronomen een kosmisch laboratorium voor het bestuderen van allerlei verschijnselen, zoals elektronen die versnellen door het gas tussen sterrenstelsels. Igone Urdampilleta van SRON Netherlands Institute for Space Research maakt gebruik van twee fuserende clusters, die de naam Abell 3376 delen, om te bestuderen hoe elektronen worden versneld tot relativistische energieën.

Tijdens de fusie is heet en diffuus gas tussen sterrenstelsels warmt op en wordt turbulent. Astronomen noemen dit het intracluster medium (ICM), die extreem luchtig is, met slechts één deeltje per liter. De 'botsing' veroorzaakt schokfronten, zich voortplantend van het centrum naar de rand van het cluster. Omdat de ICM heet wordt, Udrampilleta kon het via röntgenstraling waarnemen met behulp van het XIS-instrument van de Japanse Suzaku-ruimtetelescoop.

Urdampilleta en haar collega's vergeleken hun röntgenwaarnemingen op schokfronten in de buitenwijken van Abell 3376 met radiometingen in diezelfde regio. In de periferie, schokfronten worden meestal geassocieerd met radio-emissies, hetzij als gevolg van directe versnelling van elektronen - diffuse schokversnelling genoemd - of vanwege herversnelling van reeds bestaande kosmische stralingselektronen. De onderzoekers concluderen dat in ieder geval in het geval van de westerse radiorelikwie van Abell 3376, het elektronenversnellingsmechanisme lijkt consistent te zijn met diffuse schokversnelling.