Observações do Chandra de dois aglomerados de galáxias sugerem que a turbulência pode estar impedindo o gás quente inicie seu arrefecimento. Isso resolve uma questão de longa data por que as grandes quantidades de gás quente em clusters não resfriam para formar uma grande quantidade de estrelas. Trabalhos anteriores mostraram buracos negros supermassivos nos centros dos clusters que desempenham um papel fundamental neste processo.
A nova descoberta sobre a turbulência ajuda a preencher uma lacuna na compreensão destes aglomerados de galáxias gigantes.
Estas duas imagens de raios X do Chandra de aglomerados de galáxias - conhecidos como Perseus e Virgo - forneceram evidências diretas de que a turbulência está ajudando a impedir a nova formação de estrelas.
Estes novos resultados poderão responder a uma pergunta de longa data sobre como esses aglomerados de galáxias mantem suas enormes reservas de gás quente sem resfriamento para formar estrelas, como discutido no mais recente lançamento de imprensa.
Aglomerados de galáxias são os maiores objetos do Universo unidas pela gravidade. Eles contêm centenas ou milhares de galáxias individuais que estão imersos em gás com temperaturas de milhões de graus. Este gás quente, que é o componente primordial dos aglomerados de galáxias além da matéria escura, brilha intensamente à luz de raios-X.
Ao longo do tempo nos centros de clusters como este, o gás deve esfriar o suficiente para que as estrelas comecem a se formam a taxas prodigiosas. Isso, no entanto, não é o que os astrônomos têm observado em muitos aglomerados de galáxias.
Uma equipe de pesquisadores encontraram evidências de que o calor é gerado por movimentos de turbulência de forças gravitacionais de maré, que eles identificados a partir de assinaturas nos dados do Chandra. Anteriormente, outros cientistas demonstraram o papel fundamental de buracos negros supermassivos nos centros das grandes galáxias no meio de aglomerados de galáxias. Estes buracos negros bombeam grandes quantidades de energia para os volumes em torno deles através de poderosos jatos de partículas energéticas.
Chandra e outros telescópios de raios-X detectaram cavidades gigantes criados no gás quente em conjunto com os jatos.
A mais recente pesquisa mostra apenas como a energia pode ser transferida a partir das cavidades para o gás circundante. A interação entre as cavidades com o gás pode estar gerando a turbulência, ou movimento caótico semelhante, que depois se dissipa para manter o gás quente por bilhões de anos.
Os cientistas dizem que Perseus e Virgem, ambos são extremamente grande e relativamente brilhante, proporcionando assim uma oportunidade para ver os detalhes que seriam muito difíceis de detectar em outros clusters. A evidência para a turbulência pode ser visto mais claramente nas estruturas ripple-like na imagem Chandra de Perseus. Quando combinado com uma análise cuidadosa dos dados com modelos teóricos, este novo resultado fornece a evidência mais clara até agora de que a turbulência é o mecanismo que impede que o gás quente nos agrupamentos de arrefecimento.
Estes resultados apareceram online na revista Nature em 26 de outubro de 2014. Os autores foram Irina Zhuravleva (Universidade de Stanford), Eugene Churazov (Instituto Max Planck de Astrofísica), Alexander Schekochinhin (Universidade de Oxford), Steve Allen (Stanford), Patricia Arevalo (Pontificia Universidad Catolica de Chile), Andy Fabian (Universidade de Cambridge), William Forman (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), Jeremy Sanders (Instituto Max Planck de Física Extraterrestre), Aurora Simionescu (JAXA), Rasheed Sunayev (Instituto Max Planck de Astrofísica), Alexey Vikhlinin (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), e Norbert Werner (Stanford).
Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama, gerencia o programa Chandra for Science Mission Directorate da Nasa, em Washington, DC. O Observatório Astrofísico Smithsonian, em Cambridge, Massachusetts, controla as operações científicas e os voos de Chandra.
Fatos para Perseus Cluster:
Crédito
NASA / CXC / Stanford / I.Zhuravleva et al
Data de lançamento
27 out 2014
Escala da imagem é de
20 minutos de arco de diâmetro (cerca de 1,5 milhões de anos-luz).
Categoria
Grupos e aglomerados de galáxias
Coordenadas
(J2000) RA 47.60s 03h 19m | dez + 41 ° 30 '37.00 "
constelação
Perseus
Observação
Datas 25 pointings entre setembro 1999 e dezembro 2009
Tempo de Observação
416 horas 32 min (17 dias 8 horas 32 min)
Obs.
IDs 502, 503, 1513, 3209, 3404, 4289, 4946-4953, 6139, 6145, 6146, 11.713-11.716, 12025, 12033, 12036, 12037
instrumento
ACIS
Também conhecido
como Abell 426
Referências
Zhuravleva, I. et al, 2014, Nature (no prelo); arXiv: 1410.6485
Raio-X Código das cores:
Roxo Raio X
Distância estimamada
cerca de 250 milhões de anos-luz
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