• Friday March 22,2019

Öffnen Sie den Deckel des Pandora-Clusters

Die größten Strukturen im Universum sind Supercluster: nicht nur Galaxienhaufen, sondern Cluster. Sie können sich über Millionen von Lichtjahren erstrecken und aus Tausenden von Galaxien bestehen.

Abell 2744, mit einem Abstand von etwa 3, 5 Milliarden Lichtjahren von der Erde, ist eine solche Megastruktur (wenn Sie ausgefallen klingen wollen, nennen Astronomen sie "Großstruktur"). Astronomen haben Abell 2744 mit einem Arsenal von Teleskopen untersucht und festgestellt, dass dies tatsächlich das Ergebnis der andauernden Kollision von vier Galaxienhaufen ist. Wenn Sie sich jemals gefragt haben, wie 400 Billionen Sonnenmassen, die ineinander schlagen, aussehen, ist es mehr als ein bisschen Chaos:

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Ja, wie ich schon sagte, es ist ein Durcheinander.

Zunächst einmal ist dieses Bild eine Kombination von Beobachtungen von Hubble (im sichtbaren Licht, blau, grün und rot), dem Very Large Telescope (auch blau, grün und rot) und dem Chandra X-Ray Observatory (X- Strahlen, rosa gefärbt). Im sichtbaren Licht können Sie hunderte von Galaxien sehen, wahrscheinlich mehr, die den Supercluster punktieren. Das rosa Glühen stammt von sehr heißem Gas zwischen Galaxien; Es begann sein Leben als Gas in Galaxien, die abgezogen und auf Millionen von Grad erhitzt wurden, während die Galaxien durch den Raum um sie herum pflügen (ich mag es, wenn ich ein Autofenster öffne, um einen schädlichen Geruch hervorzurufen - den Wind aus) Die Bewegung des Autos drückt die Luft aus dem Fenster heraus.

Das blaue Glühen ist vielleicht das interessanteste Stück hier: Es ist eine Karte des Ortes der dunklen Materie. Diese Art von exotischer Materie strahlt weder Licht ab noch reflektiert sie - daher der Name -, aber sie hat Masse und das heißt, sie hat die Schwerkraft. Wie ich beschrieben habe, als diese Methode verwendet wurde, um dunkle Materie im Bullet-Cluster aufzuspüren, biegt die Schwerkraft den Raum und Licht folgt dieser Kurve. Galaxien, die weiter weg sind, bekommen durch die Schwerkraft dunkler Materie ein verzerrtes Licht, und diese Verzerrung kann gemessen und verwendet werden, um die Position der dunklen Materie zu ermitteln. Der blaue Schein im Bild oben bildet das ab.

Die Sache mit dunkler Materie ist, dass sie nicht mit normaler Materie interagiert (Elektron, Protonen, du, ich, Lippenbalsam, Orangen, was auch immer). Aber all das Gas zwischen Galaxien, das in Rosa dargestellt ist, ist normal. Wenn also ein Galaxienhaufen mit einigen tausend Kilometern pro Sekunde in einen anderen stößt, wird das Gas komprimiert, vermischt und erhitzt. Aber dunkle Materie wirkt einfach durch. Durch einen Vergleich der Lage der Galaxien, der dunklen Materie und des heißen Gases kann eine Menge der Geschichte des Clusters entschlüsselt werden.

Beispielsweise hat einer der vier Cluster, die sich ganz rechts im Bild befinden, sehr wenig heißes Gas. Anscheinend rammte es durch eine der Büschel am oberen Rand dieses Bildes und ließ sein Gas vollständig ab. Zum anderen gibt es einen kleinen Versatz der Verteilung der dunklen Materie und des heißen Gases, was auf viele sekundäre Fusionen hindeutet, die die Dinge durcheinander gebracht haben. Seltsamerweise stellten sie fest, dass ein Teil des heißen Gases der dunklen Materie vorausgegangen war . Das ist wirklich komisch, da das heiße Gas bei der Kollision abgebremst werden sollte. Es wäre, als würde man die Schildkröte vor dem Hasen in einer Fußroute sehen.

Die Astronomen, die an dieser Studie beteiligt waren, glauben, dass dies geschehen ist: Vor etwa 150 Millionen Jahren waren mehrere Cluster aufeinander zugegangen und begannen sich zu verschmelzen, wie in der folgenden Abbildung gezeigt. Höchstwahrscheinlich gab es einen großen und mehrere kleinere. Die kleineren haben sich fast gleichzeitig mit der größeren zusammengeschlossen. Dieses Szenario erklärt offenbar die Struktur, die man sieht, einschließlich des seltsamen Austausches zwischen heißer und dunkler Materie: Das Gas wurde einer Gravitationsschleuder unterzogen, die um einen lokalen Klumpen herumwirbelte, der es in eine relativ leere Region des Weltraums schleuderte.

Das ist natürlich alles sehr kompliziert. Das Szenario, das die Astronomen drehen, hängt von einer Menge komplexer und fortgeschrittener Physik und Mathematik sowie einer sorgfältigen Analyse vieler Daten ab.

Wenn die Details jedoch schwer zu verstehen sind, lassen Sie mich wenigstens diesen Gedanken hinterlassen, etwas, über das Sie nachdenken und sich fragen können: indem Sie die Daten von einer Teleskopflotte auf und über der Erde aufnehmen, Teleskope, die über die Erde schauen Wenn das elektromagnetische Spektrum weit über das hinausgeht, was das Auge wahrnehmen kann, können wir eine Geschichte eines Objekts mit Hunderten von Billionen Sternen zusammenstellen, die sich über fünfhundert Millionen Kilometer erstrecken und Hunderte von Millionen Jahren in der Zeit.

Und das, meine Freunde, machen Wissenschaftler. Und das ist ziemlich cool.


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- Der größte kosmische Haufen, der je gesehen wurde
- AAS Report # 2: Dunkle Materie und großräumige Struktur


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