تشرح تيارات الغاز الساخنة في قلب مجموعة سنتوري كيف تحافظ الاضطرابات على درجات الحرارة المرتفعة على الرغم من انبعاث الأشعة السينية
تظل مجموعات المجرات ساخنة على الرغم من تبريد إشعاع الأشعة السينية
اكتشف العلماء باستخدام القمر الصناعي XRISM دليلاً مهماً لحل أحد أقدم ألغاز علم الفلك: لماذا تظل مجموعات المجرات ساخنة، على الرغم من أنها تفقد الطاقة باستمرار من خلال انبعاث الأشعة السينية. من المفترض أن تؤدي هذه الانبعاثات إلى تبريد المجموعات المجرية بمرور الوقت، ولكن هذا ليس ما يراه علماء الفلك.
قاموا بدراسة مجموعة سنتوري، التي تقع على بعد حوالي 150 مليون سنة ضوئية من الأرض، واكتشفوا ظاهرة مدهشة في قلبها. وقد عثروا على تيار سريع الحركة من الغاز الساخن للغاية يتدفق عبر مركز المجموعة. يبدو أن هذه الحركة النشطة توفر الحرارة وتمنع المجموعة من التبريد. وتقدم هذه النتائج حلاً واعداً لما يسمى "مشكلة تدفق التبريد".
التناقض بين التبريد وتكوين النجوم
تعتبر مجموعات المجرات هياكل ضخمة تتكون من مئات المجرات. إنها أكبر الأجسام المعروفة في الكون وتلعب دورًا رئيسيًا في مساعدة العلماء على فهم كيفية تشكل المجرات وتطورها وتفاعلها على نطاق كوني.
تتميز هذه التجمعات بأنها محاطة بهالات ضخمة من المادة المظلمة، والتي تجذب الغاز الساخن من الفضاء بين المجرات المحيط بها. عندما يسقط هذا الغاز، فإنه يصدر إشعاعات الأشعة السينية، المشابهة للبخار المتصاعد من الماء الساخن. ومن المؤكد أن هذا من شأنه أن يؤدي إلى التبريد، ومع تبريد الغاز، من المتوقع أن يتكثف ويشكل النجوم في وسط المجموعة.
لكن اللغز هنا هو: لا يتم تشكيل عدد كاف من النجوم، كما أن نوى هذه العناقيد لا تزال ساخنة. يبدو أن هناك شيئًا ما يعوض التبريد، ولكن حتى الآن لم يكن العلماء متأكدين مما هو.
الاكتشاف الرائد لـ XRISM
وللتحقق من ذلك، ركز الفريق على مجموعة سنتوري باستخدام أداة XRISM مبتكرة تسمى Resolve، والتي يمكنها قياس حركة ودرجة حرارة الغاز الذي ينبعث منه الأشعة السينية بدقة. وقد وجدوا تدفقًا واضحًا للغاز عالي الحرارة يتحرك بسرعة عبر مركز المجموعة. تعمل هذه الحركة "المتذبذبة" كمُحرك كوني، فتعمل على تشتيت الطاقة وتساعد في الحفاظ على الحرارة الكلية للمجموعة.
نقل الطاقة من خلال التحريك اللطيف
وقال البروفيسور ناكازاوا "لقد وجدنا القليل من الاضطرابات في الغاز عالي الحرارة في مجموعة المجرات". "إن الآلية التي توقف تبريد الغاز الساخن في هذه المجموعة هي "التحريك" العام للغاز الساخن الذي يزود المركز بالطاقة من المناطق الخارجية، وبالتالي الحفاظ على درجات الحرارة المرتفعة."
لقد تم استخدام المحاكاة الحاسوبية لحركة الغاز الساخن بعد اندماج مجموعات المجرات التي حدثت أثناء تطورها لتفسير هذه الحركات، والتي تسمى "ارتطام الغاز".
فك شفرة التطور الكوني
وأضاف ناكازاوا: "إن التحليل الطيفي الدقيق للغاية يمكن أن يساعدنا أيضًا في فهم أفضل لكيفية تطور البنية الضخمة لمجموعات المجرات". "إنه يعمق فهمنا ليس فقط لمجموعات المجرات، بل أيضًا لتكوين وتطور الهياكل الكبيرة في الكون بشكل عام."
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
