science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Multigolflengte-afbeelding van de Tandenborstel-melkwegcluster

Een multi-golflengte valse-kleurenafbeelding van de "Tandenborstel" cluster van sterrenstelsels, 1RXS J0603.3+4214. De intensiteit in rood toont de radio-emissie, blauw is röntgenstraling, en de achtergrondkleurcomposiet is optische emissie. Astronomen die de cluster bestuderen met nieuwe radiowaarnemingen in combinatie met andere golflengten, hebben het scenario van de samensmelting van sterrenstelsels kunnen bevestigen en de magnetische veldsterkte in de schokken kunnen schatten. Krediet:van Weeren et al.

De meeste sterrenstelsels bevinden zich in clusters van enkele tot duizenden objecten. Onze Melkweg, bijvoorbeeld, behoort tot een cluster van ongeveer vijftig sterrenstelsels, de Lokale Groep genaamd, waarvan het andere grote lid het Andromeda-sterrenstelsel is, op ongeveer 2,3 miljoen lichtjaar afstand. Clusters zijn de meest massieve, door zwaartekracht gebonden objecten in het universum en vormen (volgens de huidige ideeën) op een "bottom-up"-manier met kleinere structuren die zich eerst ontwikkelen en grotere groepen die later in de kosmische geschiedenis samenkomen. Donkere materie speelt een belangrijke rol in dit groeiproces.

Precies hoe ze groeien, echter, lijkt af te hangen van verschillende concurrerende fysieke processen, waaronder het gedrag van het intraclustergas. Er zit meer massa in dit gas dan in alle sterren van de sterrenstelsels van een cluster, en het gas kan een temperatuur hebben van tien miljoen kelvin of zelfs hoger. Als resultaat, het gas speelt een belangrijke rol in de evolutie van de cluster. Het hete intraclustergas bevat snel bewegende geladen deeltjes die sterk uitstralen op radiogolflengten, soms onthullende lange draadvormige structuren.

De "Tandenborstel" melkwegcluster, 1RXS J0603.3+4214, herbergt drie van deze radiostructuren, evenals een grote halo. Het meest prominente radiokenmerk strekt zich uit over meer dan zes miljoen lichtjaar, met drie verschillende componenten die lijken op de borstel en het handvat van een tandenborstel. Het handvat is bijzonder raadselachtig omdat, behalve dat ze groot en erg recht zijn, het is uit het midden van de as van het cluster. Men denkt dat de halo het gevolg is van turbulentie die wordt veroorzaakt door de samensmelting van sterrenstelsels, hoewel er enkele andere mogelijkheden zijn gesuggereerd.

CfA-astronomen Reinout van Weeren, Bill Forman, Felipe Andrade-Santos, Ralph Kraft, en Christine Jones en hun collega's gebruikten de Very Large Array (VLA)-faciliteit om de relativistische deeltjes in het cluster met nauwkeurige, gevoelige radiobeelden, die ze vergeleken met Chandra X-ray en andere datasets. Op de radio, de tandenborstel heeft een zeer smalle rand, veroorzaakt door een enorme schok als gevolg van de fusie, en ten minste tweeëndertig voorheen onopgemerkte compacte bronnen. De radio- en röntgenmorfologieën van de halo lijken erg op elkaar en ondersteunen het fusiescenario. Astronomen zijn ook in staat om de sterkte van het magnetische veld te schatten, en gecombineerd met andere resultaten, gebruiken om te concluderen dat het fusiescenario het meest geschikt is.