Συστάδες γαλαξιών όπως φαίνεται από τον XMM-Newton. Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Τα σμήνη γαλαξιών είναι τα μεγαλύτερα αντικείμενα στο Σύμπαν. Το παρατηρητήριο XMM-Newton της ESA παρακολούθησε πρόσφατα δύο σμήνες γαλαξιών που επιτρέπουν στους αστρονόμους να μάθουν ότι αυτά τα σμήνη έχουν υψηλότερες ποσότητες σουπερνόβα τύπου 1a - εκρήγνυται αστέρια λευκών νάνων - από τον δικό μας γαλαξία.
Οι βαθιές παρατηρήσεις δύο φωτεινών ομάδων γαλαξιών με ακτίνες Χ με τον δορυφόρο XMM-Newton της ESA επέτρεψαν σε μια ομάδα διεθνών αστρονόμων να μετρήσουν τη χημική τους σύνθεση με πρωτοφανή ακρίβεια. Η γνώση της χημικής σύνθεσης των συστάδων γαλαξιών είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της προέλευσης των χημικών στοιχείων στο Σύμπαν.
Οι συστάδες ή οι συσσωματώσεις γαλαξιών είναι τα μεγαλύτερα αντικείμενα του Σύμπαντος. Κοιτάζοντας τα μέσα από οπτικά τηλεσκόπια, είναι δυνατόν να δούμε εκατοντάδες ή και χιλιάδες γαλαξίες να καταλαμβάνουν όγκο μερικά εκατομμύρια έτη φωτός. Ωστόσο, τέτοια τηλεσκόπια αποκαλύπτουν μόνο την κορυφή του παγόβουνου. Στην πραγματικότητα, τα περισσότερα άτομα στα σμήνη γαλαξιών έχουν τη μορφή θερμού αερίου που εκπέμπει ακτινοβολία ακτίνων Χ, με τη μάζα του θερμού αερίου πέντε φορές μεγαλύτερη από τη μάζα στους ίδιους τους γαλαξίες του σμήνους.
Τα περισσότερα από τα χημικά στοιχεία που παράγονται στα αστέρια των συστάδων γαλαξιών - εκδιώχθηκαν στον περιβάλλοντα χώρο από εκρήξεις σουπερνόβα και αστρικούς ανέμους - γίνονται μέρος του καυτού αερίου που εκπέμπει ακτίνες Χ. Οι αστρονόμοι διαιρούν τα σουπερνόβα σε δύο βασικούς τύπους: «κατάρρευση πυρήνα» και «σουπερνόβα τύπου Ια». Οι σουπερνόβα «πυρήνα κατάρρευσης» προέρχονται όταν ένα αστέρι στο τέλος της ζωής του καταρρέει σε ένα αστέρι νετρονίων ή μια μαύρη τρύπα. Αυτά τα σουπερνόβα παράγουν άφθονο οξυγόνο, νέον και μαγνήσιο. Οι σουπερνόβα τύπου Ia εκρήγνυνται όταν ένα αστέρι νάνου που καταναλώνει ύλη από ένα σύντροφο αστέρι γίνεται πολύ μαζικό και διαλύεται εντελώς. Αυτός ο τύπος παράγει πολύ σίδηρο και νικέλιο.
Αντίστοιχα, τον Νοέμβριο του 2002 και τον Αύγουστο του 2003, και για μιάμιση ημέρα κάθε φορά, ο XMM-Newton έκανε βαθιές παρατηρήσεις για τα δύο σμήνη γαλαξιών που ονομάζονται «Sersic 159-03» και «2A 0335 + 096». Χάρη σε αυτά τα δεδομένα οι αστρονόμοι θα μπορούσαν να προσδιορίσουν τις αφθονίες εννέα χημικών στοιχείων στα σμήνη «πλάσμα»; ένα αέριο που περιέχει φορτισμένα σωματίδια όπως ιόντα και ηλεκτρόνια.
Αυτά τα στοιχεία περιλαμβάνουν οξυγόνο, σίδηρο, νέον, μαγνήσιο, πυρίτιο, αργόν, ασβέστιο, νικέλιο και - που ανιχνεύονται για πρώτη φορά σε ένα σμήνος γαλαξιών - χρώμιο. «Συγκρίνοντας τις αφθονίες των ανιχνευόμενων στοιχείων με τις αποδόσεις των σουπερνόβων που υπολογίστηκαν θεωρητικά, βρήκαμε ότι περίπου το 30 τοις εκατό των σουπερνόβων σε αυτά τα σμήνη εξερράγησαν λευκούς νάνους (« Τύπος Ια ») και τα υπόλοιπα κατέρρευαν αστέρια στο τέλος της ζωής τους («πυρήνα κατάρρευσης») », δήλωσε ο Norbert Werner, από το SRON Netherlands Institute for Space Research (Ουτρέχτη, Ολλανδία) και ένας από τους κορυφαίους συγγραφείς αυτών των αποτελεσμάτων.
«Αυτός ο αριθμός βρίσκεται μεταξύ της τιμής που βρέθηκε για το δικό μας γαλαξία (όπου οι τύποι Ια σουπερνόβα αντιπροσωπεύουν περίπου το 13 τοις εκατό του« πληθυσμού των σουπερνόβων ») και την τρέχουσα συχνότητα των συμβάντων των σουπερνοβών όπως καθορίζεται από το έργο Lick Observatory Supernova Search (σύμφωνα με το οποίο περίπου 42 τοις εκατό όλων των παρατηρούμενων σουπερνοβών είναι τύπου Ια) », συνέχισε.
Οι αστρονόμοι διαπίστωσαν επίσης ότι όλα τα μοντέλα σουπερνόβα προβλέπουν πολύ λιγότερο ασβέστιο από αυτό που παρατηρείται σε συστάδες και ότι η παρατηρούμενη αφθονία νικελίου δεν μπορεί να αναπαραχθεί από αυτά τα μοντέλα. Αυτές οι αποκλίσεις δείχνουν ότι οι λεπτομέρειες του εμπλουτισμού σουπερνόβα δεν είναι ακόμη κατανοητές. Δεδομένου ότι οι ομάδες γαλαξιών πιστεύεται ότι είναι δίκαια δείγματα του Σύμπαντος, η φασματοσκοπία ακτίνων Χ μπορεί να βοηθήσει στη βελτίωση των μοντέλων σουπερνόβα.
Η χωρική κατανομή των στοιχείων σε ένα σύμπλεγμα περιέχει επίσης πληροφορίες για την ιστορία των ίδιων των συστάδων. Η κατανομή των στοιχείων στο 2A 0335 + 096 δείχνει μια συνεχιζόμενη συγχώνευση. Η κατανομή του οξυγόνου και του σιδήρου στο Sersic 159-03 δείχνει ότι ενώ το μεγαλύτερο μέρος του εμπλουτισμού από τους πυρήνες κατάρρευσης των σουπερνόβα συνέβη πολύ καιρό, οι τύποι Ια σουπερνόβα συνεχίζουν να εμπλουτίζουν το ζεστό αέριο από βαριά στοιχεία, ιδίως στον πυρήνα του συμπλέγματος.
Αρχική πηγή: Πύλη ESA
