صورة XMM-Newton لعنقود المجرة. حقوق الصورة: ESA اضغط للتكبير
سمح مرصد الأشعة السينية التابع لوكالة الفضاء الأوروبية (ESMM) ، XMM-Newton ، لأول مرة للعلماء بدراسة تاريخ تكوين مجموعات المجرات بالتفصيل ، ليس فقط مع الأجسام المختارة بشكل عشوائي ، ولكن مع عينة تمثيلية كاملة من العناقيد.
إن معرفة كيف تشكلت هذه الأشياء الضخمة هي مفتاح لفهم ماضي ومستقبل الكون.
يبني العلماء حاليًا صورتهم القائمة على أساس جيد للتطور الكوني على نموذج لتكوين الهيكل حيث تتكون الهياكل الصغيرة أولاً ثم تشكل هذه الأشياء فلكية أكبر.
مجموعات المجرات هي أكبر وأحدث الأجسام التي تم تشكيلها في الكون المعروف ، ولها العديد من الخصائص التي تجعلها مختبرات فيزيائية فلكية عظيمة. على سبيل المثال ، هم شهود مهمون على عملية تشكيل الهيكل و "تحقيقات" مهمة. لاختبار النماذج الكونية.
لاختبار هذه النماذج الكونية بنجاح ، يجب أن يكون لدينا فهم ملاحظ جيد للبنية الديناميكية لمجموعات المجرات الفردية من عينات عنقود تمثيلية.
على سبيل المثال ، نحتاج إلى معرفة عدد المجموعات المتطورة جيدًا. نحتاج أيضًا إلى معرفة أي التكتلات التي شهدت تراكمًا جاذبيًا كبيرًا للكتلة مؤخرًا ، والتجمعات التي تمر بمرحلة تصادم ودمج. بالإضافة إلى ذلك ، يعد قياس كتلة الكتلة الدقيق ، الذي يتم باستخدام نفس بيانات XMM-Newton ، أيضًا شرطًا ضروريًا للدراسات الكميّة الكونية.
الجزء الأكثر وضوحًا من مجموعات المجرات ، أي النجوم في جميع المجرات ، تشكل جزءًا صغيرًا فقط من إجمالي ما يتكون منها العنقود. تتكون معظم المواد التي يمكن ملاحظتها من الكتلة من غاز ساخن (10-100 مليون درجة) محاصرًا بقوة الجاذبية الكامنة للمجموعة. هذا الغاز غير مرئي تمامًا لعين الإنسان ، ولكن بسبب درجة حرارته ، يمكن رؤيته من خلال انبعاث الأشعة السينية.
هذا هو المكان الذي تأتي فيه XMM-Newton. بفضل قوتها غير المسبوقة في جمع الفوتونات وقدرتها على التحليل الطيفي المكاني المكاني ، مكنت XMM-Newton العلماء من إجراء هذه الدراسات بشكل فعال بحيث لا يمكن فقط دراسة الأجسام التمثيلية ، ولكن أيضًا عينات تمثيلية كاملة بشكل روتيني .
تنتج XMM-Newton مجموعة من صور الأشعة السينية (في نطاقات طاقة أشعة سينية مختلفة ، والتي يمكن اعتبارها ألوانًا مختلفة للأشعة السينية؟) ، وتقوم بقياسات طيفية لمناطق مختلفة في المجموعة.
بينما يعطي سطوع الصورة معلومات عن كثافة الغاز في الكتلة ، توفر الألوان والأطياف مؤشرًا على درجة حرارة الغاز الداخلية للمجموعة. من توزيع درجة الحرارة والكثافة ، المعلمات الجسدية الهامة للضغط و "الانتروبيا"؟ يمكن اشتقاقها أيضًا. الانتروبيا هي مقياس لتاريخ التدفئة والتبريد للنظام المادي.
توضح الصور الثلاث المصاحبة استخدام توزيع الكون في الأشعة السينية المضيئة؟ الغاز كوسيلة لتحديد العمليات الفيزيائية المختلفة. الانتروبي لديه خاصية فريدة في الانخفاض مع التبريد الإشعاعي ، يزداد بسبب عمليات التسخين ، ولكن يبقى ثابتًا مع الضغط أو التوسع تحت الحفاظ على الطاقة.
هذا الأخير يضمن أن السجل الأحفوري؟ يتم الاحتفاظ بأي من التدفئة أو التبريد حتى إذا قام الغاز فيما بعد بتغيير ضغطه بشكل ثابت (تحت الحفاظ على الطاقة).
هذه الأمثلة مستمدة من عينة REFLEX-DXL ، وهي عينة كاملة إحصائيًا من بعض عناقيد الأشعة السينية الأكثر إضاءة الموجودة في مسح ROSAT All-Sky Survey. ROSAT هو مرصد للأشعة السينية تم تطويره في التسعينات بالتعاون بين ألمانيا والولايات المتحدة والمملكة المتحدة.
توفر الصور مناظر لتوزيع الإنتروبيا المشفرة بالألوان حيث تزيد القيم من الأزرق والأخضر والأصفر إلى الأحمر والأبيض.
المصدر الأصلي: ESA Portal
