Astronomowie, używając teleskopu VLA (Very Large Array) odkryli wielkie struktury podobne do pierścieni naokoło gromady galaktyk. Odkrycie to dostarcza wielu nowych informacji o powstawaniu takich gromad, rozłożeniu pól magnetycznych w ich wnętrzach, oraz najprawdopodobniej o pochodzeniu promieniowania kosmicznego.

Autor: Michał Kawalec

Te wielkie pierścienie emitujące promieniowanie radiowe powstały najprawdopodobniej na skutek zderzeń mniejszych grup galaktyk w obrębie gromady” – powiedział Joydeep Bagchi, z międzyuniwersyteckiego centrum astronomii i astrofizyki w Pune, w Indiach. Odkrycie przedstawiono w listopadowym numerze pisma Science.

Nowoodkryte pierścienie, otaczające gromadę galaktyk Abell 3376 znajdujące się około 600 milionów lat świetlnych od Ziemi zostały odkryte z powodu szybko poruszających się elektronów emitujących fale radiowe. “Nawet z tak dużej odległości fale te zostały wykryte przez VLA, za pomocą jego bardzo czułych detektorów, które dają możliwość robienia zdjęć bardzo słabych obiektów emitujących światło radiowe” – stwiedził Bagchi. Naukowcy użyli także najczulszego na świecie obserwatorium fali-x, XMM-Newton. “Zaawansowane możliwości techniczne orbitującego XMM-Newton pozwoliły nam odkryć spektakularny obszar emisji promieniowania X w tej aktywnej gromadzie.” – powiedział Gastao B. Lima Neto z Instytutu Astronomii i Geofizyki w Sao Paulo, współautor badań.

Artystyczna wizja teleskopu XMM-Newton Europejskiej Agencji Kosmicznej

Nasze obserwacje w paśmie promieniowania X sugerują niedawną kolizję i połączenie dwóch mniejszych gromad. Takie zjawisko jest jednym z najbardziej energetycznych wydarzeń we Wszechświecie po Wielkim Wybuchu. Tylko mała część energii uwolnionej podczas zderzenia, jeśli byłaby przekazana elektronom, może spowodować wyemitowanie fal radiowych obserwowanych przez VLA, jednakże najważniejszym pytaniem jest, jak zostało to dokonane“. – powiedział Florence Durret z Astrofizycznego Instutu w Paryżu, kolejny z badaczy. Naukowcy obliczyli, że całkowita energia wybuchu wystarczyłaby Słońcu na świecenie przez 2 • 1022 lat.

Myślimy, że fale uderzeniowe, które przyspieszyły elektrony pochodziły z kolizji mniejszych grup galaktyk w obrębie jednej gromady. Kiedy dwa tak masywne obiekty zderzają się ze sobą z wielką prędkością, wielkie fale uderzeniowe tworzące się w otaczającym gazie przemieszczają się do zewnętrznych obszarów formującej się gromady z prędkością tysięcy kilometrów na sekundę.” – wyjaśnił Bogchi. “Jest to pierwsza obserwacja takiej fali uderzeniowej w masywnej gromadzie galaktyk. To odkycie pozwoli nam lepiej poznać rzadki gaz między galaktykami oraz pola magnetyczne na obrzeżach gromad – pola, których pochodzenie jest wciąż nieznane.

Zdjęcie w paśmie X gromady galaktyk Abell 3376 wykonane teleskopem ESA XMM-Newton. Ukazuje ono spektakularny, przypominający ślad po kuli karabinowej region, z którego emitowana jest duża ilość promieni X z gazu rozgrzanego do ponad 60 mln Kelwinów. Wydłużony kształt wynika z ponaddźwiękowego charakteru kolizji mniejszej galaktycznej podgromady z częścią główną dużej gromady galaktyk.

Naukowcy spekulują też, że burzliwe rejony, takie jak ten w gromadzie Abell 3376 mogą być miejscem, z którego wywodzi się promieniowanie kosmiczne.”Niektóre z zarejestrowanych na Ziemi cząsteczek promieniowania kosmicznego mają energię 100 milionów (108)razy większą od tej, jaką jest w stanie nadać cząsteczkom człowiek w akceleratorze cząstek. Fascynującym, nierozwiązanym problemem fizyki jest to, skąd pochodzi to promieniowanie, oraz jaki dokładnie proces przyśpiesza je do tak wielkich energii” – powiedział Surajit Paul, student na Instytucie Fizyki Teorytycznej i Astrofizyki w Wuerzburgu, w Niemczech.

Kosmiczny akcelerator zawierający silne fale uderzeniowe i pola magnetyczne rozciągające się na miliony lat świetlnych jest wystarczająco długi, by rozpędzić protony i neutrony do tak wielkich energii. Chociaż nasze obserwacje nie wskazują jednoznacznie na obecność takich cząstek obraz radiowy z VLA pokazuje, że struktury takie są obecne w gromadzie Abell 3376. Tylko przyszłe obserwacje są w stanie stwierdzić, czy gromada ta jest źródłem wysokoenergetycznego promieniowania kosmicznego, czy nie. Będziemy kontynuować obserwacje tego fascynującego kosmicznego laboratorium w przyszłości używając najdokładniejszego ziemskiego sprzętu, by odkryć jego tajemnice.” Podsumował Bagchi.

Autor

Redakcja AstroNETu