Una singola onda, più grande della Via Lattea, sta rotolando attraverso l'ammasso di galassie di Perseo
La NASA ha scoperto un'ondata di gas caldo più grande della Via Lattea che attraversa l'ammasso di galassie Perseo. Questa immagine a raggi X è il risultato di 16 giorni di osservazione con l'Osservatorio a raggi X Chandra. L'immagine è stata filtrata per rendere i dettagli più facili da vedere. Crediti: Goddard Space Flight Center della NASA/Stephen Walker et al.
Un team internazionale di scienziati ha scoperto un'enorme ondata di gas caldo che si fa strada attraverso l'ammasso di galassie Perseus. L'onda è una versione gigante di quella che viene chiamata a Onda di Kelvin-Helmholtz . Si creano quando due fluidi si intersecano a velocità diverse: ad esempio, quando il vento soffia sull'acqua.
In questo caso, l'onda è stata causata da un piccolo ammasso di galassie che sfiorava il ammasso di Perseo , e innescando una catena di eventi che dura miliardi di anni. I risultati appaiono in a carta nel numero di giugno 2017 della rivista Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .
'L'onda che abbiamo identificato è associata al flyby di un ammasso più piccolo, il che dimostra che l'attività di fusione che ha prodotto queste strutture giganti è ancora in corso'. – Stephen Walker, Goddard Space Flight Center della NASA.
'Perseo è uno degli ammassi vicini più massicci e il più luminoso nei raggi X, quindi i dati di Chandra ci forniscono dettagli senza precedenti', ha affermato lo scienziato capo Stephen Walker del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. 'L'onda che abbiamo identificato è associata al flyby di un ammasso più piccolo, il che dimostra che l'attività di fusione che ha prodotto queste strutture giganti è ancora in corso'.
L'ammasso di galassie Perseus, noto anche come Abell 426, dista 240 milioni di anni luce e ha un diametro di circa 11 milioni di anni luce. È uno degli oggetti più massicci che conosciamo e prende il nome dalla costellazione del Perseo, che appare nella stessa parte del cielo.
Gli ammassi di galassie sono i più grandi oggetti gravitazionali dell'Universo. La maggior parte della materia osservabile negli ammassi di galassie è gas. Ma il gas è super caldo, decine di milioni di gradi caldi, il che significa che emette raggi X.
Le osservazioni a raggi X di Perseus hanno rivelato diverse caratteristiche e strutture nella struttura gassosa dell'ammasso. Alcuni di questi sono caratteristiche simili a bolle causate dal buco nero super-massiccio (SMBH) in NGC 1275 , la galassia centrale dell'ammasso di Perseo. Un'altra di queste caratteristiche è conosciuta come 'la baia'. La baia è una caratteristica concava che non avrebbe potuto essere formata da SMBH.
Questa immagine di Hubble mostra NGC 1275, il buco nero supermassiccio al centro dell'ammasso Perseo. NGC 1275 non poteva essere responsabile della caratteristica 'baia' trovata in Perseo. Immagine: di NASA, ESA e Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration – http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2008/28/image/a/, dominio pubblico, https: //commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4634173
La baia è un puzzle perché non produce emissioni, come ci si aspetterebbe da qualcosa formato da una SMBH. Inoltre, la baia non è conforme ai modelli di come dovrebbe comportarsi il gas in questa situazione.
Lo scienziato principale dietro lo studio è Stephen Walker della NASA Centro di volo spaziale Goddard . Walker si voltò verso il Osservatorio a raggi X Chandra per aiutare a risolvere questo enigma. Le immagini Chandra esistenti dell'ammasso Perseo sono state filtrate per evidenziare i bordi delle strutture e per rendere più visibili i dettagli più sottili.
Queste immagini filtrate ed elaborate sono state quindi confrontate con simulazioni al computer della fusione di ammassi di galassie. John ZuHone, un astrofisico dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, ha creato un catalogo online di queste simulazioni.
'Le fusioni di cluster di galassie rappresentano l'ultimo stadio della formazione della struttura nel cosmo'. -John ZuHone, Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian.
“Le fusioni di ammassi di galassie rappresentano l'ultimo stadio della formazione della struttura nel cosmo. Le simulazioni idrodinamiche dei cluster di fusione ci consentono di produrre caratteristiche nel gas caldo e di regolare i parametri fisici, come il campo magnetico. Quindi possiamo tentare di abbinare le caratteristiche dettagliate delle strutture che osserviamo nei raggi X”. -John ZuHone, Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian.
Questa immagine alternativa dell'ammasso di galassie Perseo mostra l'onda a ore 7. Immagine: Goddard Space Flight Center della NASA/Stephen Walker et al.
Una delle simulazioni corrispondeva a ciò che gli astronomi stavano vedendo in Perseo. In esso, un grande ammasso come Perseo si era stabilito in due regioni: una regione di gas più fredda intorno ai 30 milioni di gradi Celsius e una regione di gas più calda a quasi 100 milioni di gradi Celsius. In questo modello, un ammasso più piccolo di Perseo, ma circa mille volte più massiccio della Via Lattea, passa vicino a Perseo, mancando il suo centro di circa 650.000 anni luce.
È successo circa 2,5 miliardi di anni fa e ha dato il via a una catena di eventi che si sta ancora svolgendo.
L'incidente ha causato un disturbo gravitazionale che ha creato una spirale in espansione del gas più freddo. Un'enorme ondata di gas si è formata sul bordo della spirale del gas più freddo, dove si interseca con il gas più caldo. Questa è l'onda Kelvin-Helmholtz vista nelle immagini.
'Pensiamo che la caratteristica della baia che vediamo in Perseus sia parte di un'onda Kelvin-Helmholtz, forse la più grande mai identificata, che si è formata più o meno allo stesso modo mostrato dalla simulazione', ha detto Walker. “Abbiamo anche identificato caratteristiche simili in altri due ammassi di galassie, Centaurus e Abell 1795”.
Lo studio ha fornito un altro vantaggio oltre a individuare un'onda incredibilmente enorme. Ha permesso al team di misurare le proprietà magnetiche dell'ammasso Perseus. I ricercatori hanno scoperto che la forza del campo magnetico nell'ammasso ha influenzato le dimensioni dell'onda di gas. Se il campo è troppo forte, le onde non si formano affatto e se il campo magnetico è troppo debole, le onde sarebbero ancora più grandi.
Secondo il team, non esiste un altro modo noto per misurare il campo magnetico.
Fonte: Scienziati scoprono un'onda gigante che rotola attraverso l'ammasso di galassie di Perseo