Kupa galaxií Bullet

Bullet Cluster
kupa galaxií

Rentgenový snímek pořízený dalekohledem Chandra. Doba expozice 140 hodin. Měřítko je v MPC . Červený posuv ( z ) = 0,3.
Údaje z pozorování
( Epocha J2000.0 )
Souhvězdí Kýl
rektascenzi 06 h  58 m  37,90 s
deklinace −55° 57′ 0″
Počet galaxií ~40
Vzdálenost 1,141 Gpc (3,7 miliardy světelných let) [1]
Červený posuv 0,296 [2]
Rentgenový tok 5,6 ± 0,6 × 10 −19 W/cm2 ( 0,1–2,4 keV). [2]
Kódy v katalozích
1E 0657-56, 1E 0657-558
Informace ve Wikidatech  ?

The Bullet Cluster , 1E 0657-558 ,  je kupa galaxií sestávající ze dvou srážkových kup . Přísně vzato, název Bullet Cluster odkazuje na menší shluk, který se vzdaluje od většího. Vzdálenost podél linie pohledu je 1,141 Gpc (3,7 miliardy světelných let ). [jeden]

Studium jevů gravitační čočky touto kupou poskytlo jeden z nejdůležitějších důkazů o existenci temné hmoty . [3] [4]

Pozorování kolizí jiných kup galaxií, jako je MACS J0025.4-1222 , také podporují myšlenku temné hmoty.

Obecné informace

Hlavní součásti dvojice hvězdokup – hvězdy, plyn a domnělá temná hmota – se během srážky chovají odlišně, což umožňuje studovat složky odděleně. Hvězdy galaxií pozorované ve viditelném světle reagují na srážku slabě, většina hvězd se pouze zpomaluje kvůli dodatečné přitažlivosti. Horký plyn dvou kolidujících kup, viděný v rentgenovém záření, představuje většinu baryonové hmoty v páru kup. Plyn dvou hvězdokup se podílí na elektromagnetické interakci, což vede k výraznému zpomalení plynu ve srovnání se zpomalováním hvězd. Třetí složka, temná hmota, je detekována pozorováním gravitačních čoček objektů v pozadí. V teoriích, ve kterých temná hmota chybí (například modifikovaná newtonovská dynamika ), musí čočka odpovídat distribuci baryonové hmoty, tj. rentgenového plynu. Pozorování však ukázala, že efekt čočky je nejvýraznější ve dvou oddělených oblastech poblíž pozorovaných galaxií; tak byla potvrzena myšlenka, že většina hmoty v kupách je obsažena ve dvou oblastech temné hmoty, která během srážky prochází oblastmi plynu. Tento závěr je v souladu s předpokládanými vlastnostmi temné hmoty jako slabě interagující, s výjimkou gravitační síly.

Kupa Bullet je jednou z nejžhavějších známých kup galaxií. [2] Pro pozemského pozorovatele prošla menší kupa středem soustavy kup před 150 miliony let a vytvořila obloukový výboj poblíž pravé strany kupy, když 70 milionů K plynu v menší kupě procházelo 100 milionů K plynu ve větším shluku při rychlosti asi 10 milionů km/h. [5] [6] [7] Uvolněná energie je ekvivalentní energii 10 kvasarů . [2]

Význam pro teorie temné hmoty

Bullet Cluster je jedním z nejlepších důkazů existence temné hmoty [4] [8] a její vlastnosti jsou ve špatné shodě se závěry nejznámějších variant modifikované newtonovské dynamiky. [9] Na hladině statistické významnosti 8σ se ukázalo, že posunutí těžiště celkové hmotnosti od těžiště baryonové hmoty nelze vysvětlit pouze změnou gravitačního zákona. [deset]

Podle Grega Madejského:

Obzvláště působivé výsledky byly získány z pozorování Bullet Cluster vesmírnou observatoří Chandra (1E0657-56; obr. 2) a publikované v Markevitch et al. (2004) a Clowe a kol. (2004). Tito autoři tvrdí, že kupa se spojuje při vysokých rychlostech (asi 4500 km/s), jak naznačuje distribuce horkého plynu emitujícího rentgenové záření. Oblast temné hmoty odhalená analýzou mapy čočky se shoduje s oblastí nesrážkových galaxií, ale leží před srážkovým plynem. Taková pozorování vytvářejí omezení průřezu pro interakci temné hmoty. [jedenáct]

Podle Erica Hayashiho:

Rychlost menšího shluku není pro struktury ve shlucích přehnaně vysoká a lze jej dosáhnout v rámci současného kosmologického modelu Lambda-CDM . [12]

Studie z roku 2010 ukázala, že četnost srážek není v souladu s předpověďmi modelu Lambda-CDM. [13] Následná studie ale ukázala, že mezi teorií a pozorováním existuje shoda [14] a rozpor vznikl mimo jiné kvůli malému množství modelování. Dřívější práce, které tvrdily, že parametry kupy a současné kosmologické modely jsou nekonzistentní, byly založeny na nesprávném určení rychlosti pádu galaxií na základě rychlosti rázové vlny v plynu emitujícím rentgenové záření. [čtrnáct]

Ačkoli Bullet Cluster poskytuje důkazy o přítomnosti temné hmoty na velkých škálách kup, nepřispívá to k vyřešení problému rotace galaxií. Pozorovaný poměr množství temné hmoty k viditelné hmotě v typické bohaté kupě je výrazně nižší než teoretický. [15] Model Lambda-CDM tedy nemusí být schopen popsat rozdíl v hmotnostech v měřítku galaxie.

Alternativní výklady

Mordechai Milgrom , autor teorie modifikované newtonovské dynamiky, publikoval vyvrácení [16] tvrzení, že vlastnosti shluku Bullet dokazují existenci temné hmoty. Milgrom tvrdí, že MOND správně zohledňuje dynamiku galaxií mimo kupy galaxií a v kupách typu Bullet eliminuje potřebu velkého množství temné hmoty, takže poměr hmotnosti potřebný k popisu vlastností kupy a kupy pozorovaná hmotnost rovná 2, tento rozpor v hodnotách Milgrom vysvětluje přítomností nepozorovatelné běžné hmoty, nikoli temné hmoty. Bez zapojení MOND nebo podobné teorie dosahuje diskrepance v hmotnosti 10krát. Jiná studie z roku 2006 [17] varuje před „jednoduchou interpretací analýzy slabé čočky ve shluku“, přičemž ponechává otevřenou otázku, zda v asymetrickém shluku, jako je shluk Bullet, může MOND nebo podobná teorie správně vysvětlit účinky gravitační čočky.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ 1 2 NED výsledky pro objekt Bullet Cluster . Extragalaktická databáze NASA. Získáno 4. března 2012. Archivováno z originálu 30. září 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: Uchazeč o nejžhavější známou kupu galaxií  //  The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 1998. - Březen ( roč. 496 ). — P.L5 . - doi : 10.1086/311234 . - . — arXiv : astro-ph/9801120 . Archivováno z originálu 14. prosince 2019.
  3. ↑ Clow, Douglas; Gonzalez, Anthony; Markevič, Maxim. Rekonstrukce hmoty slabé čočky interagující kupy 1E0657-558: Přímý důkaz existence temné hmoty   // Astrophys . J.: deník. - 2003. - Sv. 604 , č.p. 2 . - S. 596-603 . - doi : 10.1086/381970 . - . - arXiv : astro-ph/0312273 .
  4. ↑ 1 2 M. Markevitch; A. H. Gonzalez; D. Clowe; A. Vikhlinin; L. David; W. Forman; C. Jones; S. Murray; W Tucker. Přímá omezení na průřezu samočinnou interakcí temnou hmotou ze slučované kupy galaxií 1E0657-56  //  Astrophys. J.: deník. - 2003. - Sv. 606 , č.p. 2 . - S. 819-824 . - doi : 10.1086/383178 . - . - arXiv : astro-ph/0309303 .
  5. ↑ Harvardská fotka a popis . Staženo 2. prosince 2019. Archivováno z originálu 12. srpna 2019.
  6. ↑ spaceimages.com . Získáno 4. dubna 2018. Archivováno z originálu 26. července 2009.
  7. ↑ Dynamický stav kupy galaxií 1E0657-56 (odkaz není k dispozici) . Staženo 4. dubna 2018. Archivováno z originálu 18. dubna 2015. 
  8. ↑ M. Markevitch; S. Randall; D. Clowe; A. Gonzalez; a kol. (16.–23. července 2006). „Temná hmota a shluk kulek“ (PDF) . 36. vědecké shromáždění COSPAR . Peking, Čína. Archivováno (PDF) z originálu dne 27.05.2020 . Staženo 2019-12-02 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )Pouze abstraktní
  9. ↑ Polední přednáška Scotta Randalla na Harvardské univerzitě dne 31. května 2006. Pouze abstrakt (odkaz není k dispozici) . Získáno 4. dubna 2018. Archivováno z originálu 1. září 2006. 
  10. ↑ Clowe, Douglas a kol. Přímý empirický důkaz existence temné hmoty  //  The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2006. - Sv. 648 , č.p. 2 . - P.L109-L113 . - doi : 10.1086/508162 . - . - arXiv : astro-ph/0608407 .
  11. ↑ Současná a budoucí pozorování v pásmech rentgenového a gama záření . Staženo 2. února 2019. Archivováno z originálu 8. srpna 2018.
  12. ↑ Eric Hayashi; Bílý. Jak vzácný je shluk kulek? (anglicky)  // Pon. Ne. R. Astron. soc. Lett.. - 2006. - Sv. 370 . -P.L38- L41 . - doi : 10.1111/j.1745-3933.2006.00184.x . - . — arXiv : astro-ph/0604443 .
  13. ↑ Junghun Lee; Komatsu. Bullet Cluster: Výzva pro kosmologii LCDM  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2010. - Sv. 718 . - doi : 10.1088/0004-637X/718/1/60 . - . - arXiv : 1003.0939 .
  14. ↑ 1 2 Thompson, Robert; Dave, Romeel; Nagamine, Kentaro. Vzestup a pád vyzyvatele: Bullet Cluster v simulacích studené temné hmoty Lambda  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal  . - Oxford University Press , 2015. - 1. září ( vol. 452 ). - S. 3030-3037 . — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1093/mnras/stv1433 . - . - arXiv : 1410,7438 . Archivováno z originálu 14. srpna 2017.
  15. ↑ Archivovaná kopie (downlink) . Datum přístupu: 5. ledna 2010. Archivováno z originálu 25. srpna 2009. 
  16. ↑ Milgrom, Moti, Milgromův pohled na Bullet Cluster , < http://www.astro.umd.edu/~ssm/mond/moti_bullet.html > . Získáno 27. prosince 2016. Archivováno 21. července 2016 na Wayback Machine 
  17. ↑ GW Angus; B. Famaey; H. Zhao. Dokáže MOND dostat kulku? Analytická srovnání tří verzí MOND za sférickou symetrií  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal  . — Oxford University Press , 2006. — Září ( roč. 371 , č. 1 ). - S. 138-146 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2006.10668.x . - . - arXiv : astro-ph/0606216v1 .

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie