science >> Wetenschap >  >> Astronomie

De melkwegcluster Abell 959

Een optisch beeld van de cluster van sterrenstelsels Abell 959. Radiobeelden van deze cluster identificeren verschillende gigantische structuren geproduceerd door heet gas, consistent met excitatie door uitgebreide schokken. Credit:ALFOSCCCD-camera op de 2,56-m NordicOptical Telescope op La Palma HåkonDahle, Ragnvald Irgens en Per B.Lilje, met enkele aanvullende bijdragen van Gerbs Bauer, Doug Clowe en Henning Holen

De meeste sterrenstelsels bevinden zich in clusters van enkele tot duizenden objecten. Onze Melkweg, bijvoorbeeld, behoort tot de Lokale Groep, een cluster van ongeveer vijftig sterrenstelsels waarvan het andere grote lid de Andromeda-melkweg 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.

Astronomen hebben enorme clusters van sterrenstelsels ontdekt, sommige met meer massa dan honderd Melkwegstelsels, daterend van slechts ongeveer drie miljard jaar na de oerknal, en hun sterren moesten zich nog vroeger vormen. In het huidige heelal, clusters vormen zich nog steeds via hiërarchische processen zoals grote fusies met naburige clusters. Astronomen werken eraan om clustervorming en -evolutie beter te begrijpen, deels omdat de details ook zullen helpen om kosmologische parameters en de eigenschappen van donkere materie te beperken.

CfA-astronoom Felipe Andrade-Santos was lid van een team dat Abell 959 bestudeerde, een cluster van melkwegstelsels waarvan de massa gelijk is aan die van ongeveer 3000 melkwegstelsels en die zich op ongeveer drie miljard lichtjaar afstand bevindt. Alle processen die belangrijk zijn voor de vorming van clusters zoals de Abell 959, dissiperen energie door middel van schokken. Processen omvatten, bijvoorbeeld, fusies, massa aanwas, en fenomenen die verband houden met hun superzware zwarte gatkernen. Die schokken produceren op hun beurt grootschalige diffuse emissiekenmerken, aangezien elektronen in het hete gas worden versneld en uitstralen, en deze structuren (de zogenaamde radiorelikwieën) kunnen worden bestudeerd met radiotelescopen. Gasturbulentie in het cluster na de fusie produceert ook radiofuncties - deze worden gigantische radiohalo's genoemd. Abell 959 herbergt één radiorelikwie van meer dan twaalfhonderd lichtjaar lang en vijfhonderd breed, en ook een gigantische radiohalo.

De wetenschappers analyseerden de Abell 959-structuren en vergeleken ze met een analyse van ongeveer tachtig andere bekende radiohalosystemen om concurrerende theorieën over clusterevolutie te testen en te verfijnen. Ze vinden dat het huidige model van turbulente herversnelling van elektronen consistent is met hun resultaten, en bovendien dat nieuwe simulaties van clustervorming goed in overeenstemming zijn met hun waarnemingen. Hun resultaten versterken over het algemeen ons vertrouwen in modellen van hoe massieve clusters van sterrenstelsels worden gevormd.