XMM-Newtonova slika galaksičnega grozda. Kreditna slika: ESA Klikni za povečavo
ESA-jev rentgenski observatorij, XMM-Newton, je znanstvenikom prvič omogočil, da podrobno preučijo zgodovino tvorbe grozdišč, ne samo z enimi poljubno izbranimi predmeti, temveč s celotnim reprezentativnim vzorcem grozdov.
Poznavanje, kako so nastali ti množični predmeti, je ključno za razumevanje preteklosti in prihodnosti Vesolja.
Znanstveniki svojo utemeljeno sliko kozmičnega razvoja trenutno temeljijo na modelu tvorbe struktur, kjer se najprej oblikujejo majhne strukture, nato pa sestavljajo večje astronomske predmete.
Skupine galaksij so največji in nazadnje oblikovani predmeti v znanem vesolju in imajo številne lastnosti, zaradi katerih so odlični astrofizični »laboratoriji«. Na primer, so pomembne priče procesa tvorbe strukture in pomembne? Sonde? za preizkušanje kozmoloških modelov.
Za uspešno preizkušanje takšnih kozmoloških modelov moramo dobro opazovati razumevanje dinamične strukture posameznih grozdov iz reprezentativnih vzorcev grozdov.
Na primer, vedeti moramo, koliko grozdov se je dobro razvilo. Vedeti moramo tudi, kateri grozdi so doživeli nedavno veliko gravitacijsko povečanje mase in katere grozdi so v fazi trčenja in spajanja. Poleg tega je natančno merjenje mase grozda, opravljeno z enakimi podatki XMM-Newton, tudi nujen pogoj za kvantitativne kozmološke študije.
Najlažje vidni del galaksijskih grozdov, tj. Zvezde v vseh galaksijah, predstavlja le majhen del skupnega števila tistega, kar sestavlja grozd. Večina opazovane snovi grozda je sestavljena iz vročega plina (10–100 milijonov stopinj), ujetega s pomočjo gravitacijske potencialne sile grozda. Ta človek je človeškim očem popolnoma neviden, vendar je zaradi svoje temperature viden po rentgenskih sevanjih.
Tukaj prihaja XMM-Newton. S svojo neverjetno močjo zbiranja fotonov in zmožnostjo prostorsko razrešene spektroskopije je XMM-Newton znanstvenikom omogočil tako učinkovito izvajanje teh raziskav, da ne morejo rutinsko preučevati samo posameznih predmetov, temveč tudi celotne reprezentativne vzorce. .
XMM-Newton ustvari kombinacijo rentgenskih slik (v različnih pasovih rentgenskih energij, ki jih lahko razumemo kot različne rentgenske? Barve?) In naredi spektroskopske meritve različnih regij v grozdu.
Medtem ko svetlost slike podaja podatke o gostoti plina v grozdu, barve in spektri kažejo na notranjo temperaturo plina v grozdu. Glede na porazdelitev temperature in gostote, fizično zelo pomembni parametri tlaka in? Entropije? lahko tudi izpeljemo Entropija je merilo zgodovine ogrevanja in hlajenja fizičnega sistema.
Priložene tri slike prikazujejo uporabo entropijske porazdelitve v? plin kot način prepoznavanja različnih fizikalnih procesov. Entropija ima edinstveno lastnost zmanjševanja s sevalnim hlajenjem, povečuje se zaradi ogrevalnih procesov, a ob ohranjanju energije ostane konstantna s stiskanjem ali razširitvijo.
Slednji zagotavlja, da je fosilni zapis? kakršnega koli ogrevanja ali hlajenja ohranimo, tudi če plin naknadno adiabatno spremeni svoj tlak (pri varčevanju z energijo).
Ti primeri so sestavljeni iz vzorca REFLEX-DXL, statistično popolnega vzorca nekaterih najbolj rentgenskih svetlobnih grozdov, ki jih najdemo v raziskavi ROSAT All-Sky. ROSAT je bil rentgenski observatorij, razvit v devetdesetih letih prejšnjega stoletja v sodelovanju med Nemčijo, ZDA in Združenim kraljestvom.
Slike prikazujejo razporeditev entropije, kodirane v barvi, kjer se vrednosti povečajo od modre, zelene, rumene do rdeče in bele.
Izvirni vir: portal ESA
