Cluster de galaxii glonț

Bullet Cluster
cluster de galaxii

Imagine cu raze X realizată de telescopul Chandra. Timp de expunere 140 ore. Scara este în Mpc . Deplasarea la roșu ( z ) = 0,3.
Date observaționale
( Epoca J2000.0 )
Constelaţie Chilă
ascensiunea dreaptă 06 h  58 m  37,90 s
declinaţie −55° 57′ 0″
Numărul de galaxii ~40
Distanţă 1,141 Gpc (3,7 miliarde de ani lumină) [1]
Tura roșie 0,296 [2]
Fluxul de raze X 5,6 ± 0,6 × 10 −19 W/cm2 ( 0,1–2,4 keV). [2]
Codurile din cataloage
1E 0657-56, 1E 0657-558
Informații în Wikidata  ?

Clusterul Bullet , 1E 0657-558 ,  este un grup de galaxii format din două clustere care se ciocnesc. Strict vorbind, numele Bullet Cluster se referă la clusterul mai mic care se îndepărtează de cel mai mare. Distanța de deplasare de -a lungul liniei de vedere este de 1,141 Gpc (3,7 miliarde de ani lumină ). [unu]

Studiul fenomenelor de lentilă gravitațională de către acest cluster a oferit una dintre cele mai importante dovezi ale existenței materiei întunecate . [3] [4]

Observațiile de coliziuni ale altor grupuri de galaxii, cum ar fi MACS J0025.4-1222 , susțin, de asemenea, ideea materiei întunecate.

Informații generale

Componentele principale ale unei perechi de clustere - stele, gaz și materie întunecată presupusă - se comportă diferit în timpul unei coliziuni, permițând ca componentele să fie studiate separat. Stelele galaxiilor observate în lumină vizibilă răspund slab la ciocnire, majoritatea stelelor experimentând doar încetinirea din cauza atracției suplimentare. Gazul fierbinte a două clustere care se ciocnesc, văzut în raze X, reprezintă cea mai mare parte a materiei barionice din perechea de clustere. Gazul celor două clustere este implicat în interacțiunea electromagnetică, ceea ce duce la o decelerare semnificativă a gazului în comparație cu decelerația stelelor. A treia componentă, materia întunecată, este detectată prin observarea lentilei gravitaționale a obiectelor din fundal. În cadrul teoriilor în care materia întunecată este absentă (de exemplu, dinamica newtoniană modificată ), lentila trebuie să fie în concordanță cu distribuția materiei barionice, adică a gazului cu raze X. Dar observațiile au arătat că efectul de lentilă este cel mai pronunțat în două regiuni separate din apropierea galaxiilor observate; astfel, a fost confirmată ideea că cea mai mare parte a masei din clustere este conținută în cele două regiuni de materie întunecată care trece prin regiunile de gaz în timpul coliziunii. Această concluzie este în concordanță cu presupusele proprietăți ale materiei întunecate ca interacționând slab, cu excepția forței gravitaționale.

Bullet Cluster este unul dintre cele mai fierbinți grupuri de galaxii cunoscute. [2] Pentru un observator terestru, clusterul mai mic a trecut prin centrul sistemului de cluster cu 150 de milioane de ani în urmă, creând un șoc în formă de arc lângă partea dreaptă a clusterului, când gazul de 70 de milioane K din clusterul mai mic a trecut prin 100 de milioane de K gaz în clusterul mai mare la o viteză de aproximativ 10 milioane km/h. [5] [6] [7] Energia eliberată este echivalentă cu energia a 10 quasari . [2]

Relevanța pentru teoriile materiei întunecate

Bullet Cluster este una dintre cele mai bune dovezi ale existenței materiei întunecate [4] [8] și proprietățile sale sunt în acord slab cu concluziile celor mai cunoscute variante ale dinamicii newtoniane modificate. [9] S-a arătat la nivelul semnificației statistice 8σ că deplasarea centrului de masă totală față de centrul de masă al materiei barionice nu poate fi explicată doar printr-o modificare a legii gravitației. [zece]

Potrivit lui Greg Madejski:

Rezultate deosebit de impresionante au fost obținute din observațiile Bullet Cluster de către observatorul spațial Chandra (1E0657-56; Fig. 2) și raportate în Markevitch și colab. (2004) și Clowe și colab. (2004). Acești autori susțin că clusterul se contopește la viteze mari (aproximativ 4500 km/s), așa cum este indicat de distribuția gazului fierbinte care emite raze X. Regiunea materiei întunecate dezvăluită de analiza hărții lentile coincide cu regiunea galaxiilor care nu se ciocnesc, dar se află înaintea gazului care se ciocnește. Astfel de observații creează restricții asupra secțiunii transversale pentru interacțiunea materiei întunecate. [unsprezece]

Potrivit lui Eric Hayashi:

Rata clusterului mai mic nu este excesiv de mare pentru structurile din clustere și poate fi atinsă în cadrul modelului cosmologic Lambda-CDM actual . [12]

Un studiu din 2010 a arătat că ratele de coliziune sunt incompatibile cu predicțiile modelului Lambda-CDM. [13] Dar un studiu ulterior a arătat că există acord între teorie și observații, [14] și discrepanța a apărut, printre altele, din cauza cantității mici de modelare. Lucrările anterioare, care susțineau că parametrii clusterului și modelele cosmologice actuale erau inconsecvenți, s-au bazat pe o determinare incorectă a vitezei căderii galaxiilor pe baza vitezei undei de șoc în gazul care emite raze X. [paisprezece]

Deși Bullet Cluster oferă dovezi pentru prezența materiei întunecate la scară mare de cluster, nu contribuie la rezolvarea problemei rotației galaxiilor. Raportul observat dintre cantitatea de materie întunecată și materie vizibilă într-un cluster bogat tipic este semnificativ mai mic decât cel teoretic. [15] Astfel, modelul Lambda-CDM ar putea să nu poată descrie diferența de mase la scara galaxiei.

Interpretări alternative

Mordechai Milgrom , autorul teoriei dinamicii newtoniene modificate, a publicat o respingere [16] a afirmațiilor conform cărora proprietățile clusterului Bullet dovedesc existența materiei întunecate. Milgrom susține că MOND ține cont corect de dinamica galaxiilor din afara clusterelor de galaxii, iar în clusterele de tip Bullet elimină necesitatea unei cantități mari de materie întunecată, lăsând raportul de masă necesar pentru a descrie proprietățile unui cluster și Masa observată egală cu 2, această discrepanță în valorile Milgrom se explică prin prezența materiei obișnuite neobservabile, nu a materiei întunecate. Fără implicarea MOND sau o teorie similară, discrepanța în masă ajunge de 10 ori. Un alt studiu din 2006 [17] avertizează împotriva „o simplă interpretare a analizei lentilelor slabe într-un cluster”, lăsând deschisă întrebarea dacă, într-un cluster asimetric precum clusterul Bullet, MOND sau o teorie similară poate explica corect efectele lentilelor gravitaționale.

Vezi și

Note

  1. ↑ 1 2 Rezultate NED pentru obiectul Bullet Cluster . Baza de date extragalactică NASA. Preluat la 4 martie 2012. Arhivat din original la 30 septembrie 2018.
  2. ↑ 1 2 3 4 Tucker, W.; Blanco, P.; Rappoport, S.; David, L.; Fabricant, D.; Falco, EE; Forman, W.; Dressler, A.; Ramella, M. 1E 0657-56: A Contender for the Hotest Known Cluster of Galaxies  //  The Astrophysical Journal  : journal. - Editura IOP , 1998. - Martie ( vol. 496 ). — P.L5 . - doi : 10.1086/311234 . - Cod biblic . — arXiv : astro-ph/9801120 . Arhivat din original pe 14 decembrie 2019.
  3. ↑ Clowe, Douglas; Gonzalez, Anthony; Markevici, Maxim. Reconstrucție slabă a lentilei în masă a clusterului care interacționează 1E0657-558: Dovezi directe pentru existența materiei întunecate   // Astrophys . J.: jurnal. - 2003. - Vol. 604 , nr. 2 . - P. 596-603 . - doi : 10.1086/381970 . - Cod biblic . - arXiv : astro-ph/0312273 .
  4. ↑ 1 2 M. Markevici; A. H. Gonzalez; D. Clowe; A. Vikhlinin; L. David; W. Forman; C. Jones; S. Murray; W Tucker. Constrângeri directe asupra secțiunii transversale de auto-interacțiune a materiei întunecate din clusterul de galaxii care fuzionează 1E0657-56  //  Astrophys. J.: jurnal. - 2003. - Vol. 606 , nr. 2 . - P. 819-824 . - doi : 10.1086/383178 . - Cod biblic . - arXiv : astro-ph/0309303 .
  5. ↑ Fotografie și descriere Harvard . Preluat la 2 decembrie 2019. Arhivat din original la 12 august 2019.
  6. ↑ spaceimages.com . Consultat la 4 aprilie 2018. Arhivat din original pe 26 iulie 2009.
  7. ↑ Starea dinamică a clusterului de galaxii 1E0657-56 (link indisponibil) . Consultat la 4 aprilie 2018. Arhivat din original pe 18 aprilie 2015. 
  8. ↑ M. Markevici; S. Randall; D. Clowe; A. Gonzalez; et al. (16–23 iulie 2006). „Materia întunecată și clusterul de gloanțe” (PDF) . A 36-a Adunare Științifică COSPAR . Beijing, China. Arhivat (PDF) din original pe 27.05.2020 . Accesat 2019-12-02 . Parametrul depreciat folosit |deadlink=( ajutor )Numai abstract
  9. ↑ Discurs la ora prânzului la Universitatea Harvard de Scott Randall pe 31 mai 2006. Numai rezumat (link nu este disponibil) . Consultat la 4 aprilie 2018. Arhivat din original la 1 septembrie 2006. 
  10. ↑ Clowe, Douglas și colab. O dovadă empirică directă a existenței materiei întunecate  //  The Astrophysical Journal  : jurnal. - Editura IOP , 2006. - Vol. 648 , nr. 2 . - P.L109-L113 . - doi : 10.1086/508162 . - Cod biblic . - arXiv : astro-ph/0608407 .
  11. ↑ Observații recente și viitoare în benzile de raze X și Gamma . Preluat la 2 februarie 2019. Arhivat din original la 8 august 2018.
  12. ↑ Eric Hayashi; Alb. Cât de rar este Bullet Cluster? (engleză)  // Lun . Nu. R. Astron. soc. Let.. - 2006. - Vol. 370 . -P.L38- L41 . - doi : 10.1111/j.1745-3933.2006.00184.x . - Cod . — arXiv : astro-ph/0604443 .
  13. ↑ Jounghun Lee; Komatsu. Bullet Cluster: O provocare pentru LCDM Cosmology  //  The Astrophysical Journal . - Editura IOP , 2010. - Vol. 718 . - doi : 10.1088/0004-637X/718/1/60 . - . - arXiv : 1003.0939 .
  14. ↑ 1 2 Thompson, Robert; Dave, Romeel; Nagamine, Kentaro. Ascensiunea și căderea unui challenger: Bullet Cluster în Lambda cold dark matter simulations  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal  . - Oxford University Press , 2015. - 1 septembrie ( vol. 452 ). - P. 3030-3037 . — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1093/mnras/stv1433 . - . - arXiv : 1410,7438 . Arhivat din original pe 14 august 2017.
  15. ↑ Copie arhivată (downlink) . Data accesului: 5 ianuarie 2010. Arhivat din original la 25 august 2009. 
  16. ↑ Milgrom, Moti, Perspectiva lui Milgrom asupra Bullet Cluster , < http://www.astro.umd.edu/~ssm/mond/moti_bullet.html > . Preluat la 27 decembrie 2016. Arhivat 21 iulie 2016 la Wayback Machine 
  17. ↑ GW Angus; B. Famaey; H. Zhao. Poate MOND să ia un glonț? Comparații analitice ale trei versiuni ale MOND dincolo de simetria sferică  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal  . — Oxford University Press , 2006. — Septembrie ( vol. 371 , nr. 1 ). - P. 138-146 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2006.10668.x . - Cod . - arXiv : astro-ph/0606216v1 .

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii