Imaginea cu raze X a 365 de clustere galactice în Studiul XXL
Scanând cerul în căutarea surselor de raze X, Observatorul XMM-Newton ESA a efectuat Studiul XXL, cel mai amplu program de observare până în prezent. Recent lansat al doilea lot de date din revizuire, incluzând informații despre 365 de clustere galactice, care au urmărit în timp structura pe scară largă a Universului și etapele sale evolutive, cu 26.000 de nuclee galactice active (AGN).
Studiind două mari părți celeste cu sensibilitate sporită, acest sondaj de radiografie a fost primul care a detectat suficiente clustere galactice și AGN-uri, astfel încât oamenii de știință să poată afișa distribuția unor asemenea obiecte în Universul îndepărtat, cu detalii fără precedent. Rezultatele au întărit așteptările modelului cosmologic adoptat acum.
Razele X sunt create într-unul din cele mai energice procese din Univers. Cu toate acestea, ele sunt blocate de atmosfera pământului, astfel încât puteți doar să urmăriți evenimente din spațiu. Atunci când sunt văzute, telescoapele fixează în esență două surse: grupe galactice care penetrează gaze fierbinți și nuclee galactice active (AGN) - zone compacte luminoase în centrele unor galaxii care ascund gaura neagră supermassivă.
XMM-Newton de la ESA este considerat unul dintre cele mai puternice telescoape cu raze X. În ultimii 8 ani, a petrecut 2000 de ore de lucru pe măsurarea razei X în cadrul Studiului XXL, unde a analizat două zone de cer senin (25 de grade pătrate fiecare). Primul set de date lansat în 2015. Acesta a inclus cele 100 de cele mai strălucitoare grupuri de galaxii și 1000 AGN. Studiul a arătat că clusterele cu raze X sunt atât de îndepărtate, încât lumina a ajuns la noi la jumătatea vârstei Universului modern, iar AGN trăiește și mai mult! Unele surse sunt atât de îndepărtate încât telescopul nu a primit de la ei nici mai mult de 50 de fotoni cu raze X, ceea ce face dificilă determinarea adevărată lor natură.
O vedere compusă asupra clusterului galactic XLSSC006, creat prin combinarea observațiilor cu raze X din observatorul spațial XMM-Newton cu date optice și cu infraroșu apropiat din telescopul Canada-Franța-Hawaii. Clusterul, dotat cu o deplasare roșie de 0,43 și o masă de 5 x 1014 solare, are două galaxii dominante, ceea ce indică un eveniment de fuziune
Materialul din Univers este distribuit inegal, dar formează o rețea filiformă cosmică formată din grupe de gravitație și galactice. Acestea din urmă sunt considerate cele mai mari structuri ale spațiului care urmăresc vârfurile densității maxime. Din acest motiv, ele devin un instrument puternic pentru a răspunde la întrebări cosmologice interesante.
Structura și evoluția spațiului sunt descrise printr-un set de parametri cosmologici, incluzând densitatea diferitelor componente și rata de expansiune a Universului. Acum avem indicatori suficient de exacți, dar pentru o descriere mai detaliată a structurii universale este necesar să se acopere scale mari. Scopul final al Sondajului XXL este de a furniza un catalog extins și detaliat al clusterelor care pot fi utilizate pentru a limita parametrii cosmologici.
Satelitul ESA, Planck, a determinat valorile parametrilor cosmologici prin examinarea radiațiilor relicve - date din cel mai vechi univers. După ce au primit informații de la studiul XXL, cercetătorii au comparat aceste valori. Se pare că distribuția clusterelor și AGN este în concordanță cu modelul cosmologic general acceptat, care recurge la constanta lui Einstein ca o explicație pentru expansiunea accelerată a Universului. AGN este dificil de utilizat pentru evaluare, deoarece caracteristicile sale sunt influențate de numeroși factori externi. Prin urmare, cercetătorii au folosit datele AGN din Studiul XXL pentru a înțelege procesul de formare și dezvoltare a găurilor negre.
Mozaicul demonstrează grupările galactice 365 XXL de cercetare în date optice din telescopul Canada-Franța-Hawaii și telescopul Blanco de la Observatorul Internațional Cerro Tololo. Clusterile sunt ordonate departe de noi, pornind de la cele mai apropiate, cu o schimbare roșie de 0,03 (la stânga sus) și se termină la cele mai îndepărtate, la 1,99
Datorită sondajului XXL, oamenii de știință au putut măsura pentru prima dată efectul formării tridimensionale a clusterelor îndepărtate și AGN la o scară extrem de mare. Pentru explorarea în continuare a filamentelor cosmice, ei intenționează să utilizeze viitorul satelit Euclid, care va putea observa lumina emisă acum 10 miliarde de ani.
Review-urile de la XMM-Newton au ridicat, de asemenea, noi întrebări despre fizica clusterelor galactice, care intenționează să studieze în detaliu următoarea misiune ESA Athena în 2031. Dispozitivul va putea observa clustere și mai îndepărtate, oferind mai multe informații despre evoluția universală.
