Bullet Cluster

Ej att förväxla med Bullet Group eller Bullet Galaxy .
Bullet Cluster
Bullet cluster.jpg
X-ray foto av Chandra X-ray Observatory . Exponeringstiden var 140 timmar. Skalan visas i megaparsecs . Rödförskjutning ( z ) = 0,3, vilket betyder att dess ljus har våglängder sträckta med en faktor på 1,3.
Observationsdata ( Epoch J2000 )
Konstellation (er) Carina
Rätt uppstigning 06 h 58 m 37,9 s
Deklination −55° 57′ 0″
Antal galaxer ~40
Rödförskjutning 0,296
Distans 1,141 Gpc (3,7 miljarder ljusår).
ICM temperatur 17,4 ± 2,5 keV
Röntgenljusstyrka _ 1,4 ± 0,3 × 10 39 h 50 −2 joule/s ( bolometrisk )
Röntgenflöde _ 5,6 ± 0,6 × 10 −19 watt/cm 2 (0,1–2,4 keV)
Andra beteckningar
1E 0657-56, 1E 0657-558
Se även: Galaxgrupp , Galaxhop , Lista över galaxgrupper och kluster

Kulklustret ( 1E 0657-56 ) består av två kolliderande galaxhopar . Strängt taget syftar namnet Bullet Cluster på det mindre subklustret, som rör sig bort från det större. Det är på ett kommande radiellt avstånd av 1,141 Gpc (3,72 miljarder ljusår ).

Gravitationslinsstudier av Bullet Cluster påstås ge de bästa bevisen hittills för förekomsten av mörk materia .

Observationer av andra galaxklusterkollisioner , såsom MACS J0025.4-1222 , stöder på liknande sätt förekomsten av mörk materia.

Översikt

De viktigaste komponenterna i klusterparet - stjärnor , gas och den förmodade mörka materien - beter sig annorlunda under kollision, vilket gör att de kan studeras separat. Stjärnorna i galaxerna, som kan observeras i synligt ljus , påverkades inte särskilt mycket av kollisionen, och de flesta passerade rakt igenom, gravitationsmässigt saktade men inte på annat sätt förändrats. Den heta gasen av de två kolliderande komponenterna, som ses i röntgenstrålar , representerar det mesta av den baryoniska , eller "vanliga", materien i klusterparet. Gaserna i Intracluster-mediet interagerar elektromagnetiskt, vilket gör att gaserna i båda klustren saktar ner mycket mer än stjärnorna.

Den tredje komponenten, mörk materia, upptäcktes indirekt genom gravitationslinser av bakgrundsobjekt. I teorier utan mörk materia, såsom Modifierad Newtonsk dynamik (MOND), skulle linsningen förväntas följa den baryoniska materien; dvs röntgengasen. Linsningen är dock starkast i två åtskilda regioner nära (möjligen sammanfallande med) de synliga galaxerna. Detta ger stöd för tanken att det mesta av gravitationen i klusterparet är i form av två regioner av mörk materia, som gick förbi gasområdena under kollisionen. Detta överensstämmer med förutsägelser om mörk materia som endast gravitationsmässigt interagerande, annat än svagt interagerande.

Röntgenbild (rosa) överlagrad över en bild med synligt ljus (galaxer), med materiefördelning beräknad från gravitationslinser (blå)

Bullet Cluster är en av de hetaste kända galaxhoparna . Det ger en observerbar begränsning för kosmologiska modeller, som kan divergera vid temperaturer över deras förutspådda kritiska klustertemperatur. Observerad från jorden passerade subklustret genom klustrets centrum för 150 miljoner år sedan, och skapade en "bågformad stötvåg belägen nära höger sida av klustret" bildad som "70 miljoner kelvingas i subklustret plöjde genom 100 miljoner kelvin gas i huvudklustret med en hastighet av cirka 10 miljoner km/h (6 miljoner miles per timme)". Bågchockstrålningen motsvarar energin hos 10 typiska kvasarer .

Betydelse för mörk materia

Bullet Cluster ger de bästa aktuella bevisen för mörk materias natur och ger "bevis mot några av de mer populära versionerna av Modifierad Newtonsk dynamik (MOND)" som tillämpas på stora galaktiska kluster. Vid en statistisk signifikans på 8 σ fann man att den rumsliga förskjutningen av centrum av den totala massan från centrum av baryonmassatopparna inte kan förklaras med en ändring av gravitationskraftslagen enbart.

Enligt Greg Madejski:

Särskilt övertygande resultat härleddes från Chandra- observationerna av 'kulklustret' (1E0657-56; Fig. 2) av Markevitch et al. (2004) och Clowe et al. (2004). Dessa författare rapporterar att klustret genomgår en sammanslagning med hög hastighet (cirka 4 500 km/s), vilket framgår av den rumsliga fördelningen av den heta, röntgenutsända gasen, men denna gas släpar efter subklustergalaxerna. Dessutom sammanfaller den mörka materieklumpen, som avslöjas av kartan med svag lins, med de kollisionsfria galaxerna, men ligger före kollisionsgasen. Detta – och andra liknande observationer – tillåter goda gränser för tvärsnittet av mörk materias självinteraktion.

Enligt Eric Hayashi:

Hastigheten för kulsubklustret är inte exceptionellt hög för en klusterunderstruktur och kan rymmas inom den för närvarande gynnade Lambda -CDM-modellens kosmologi ."

En studie från 2010 hävdade att kollisionshastigheterna som för närvarande mäts är "inkompatibla med förutsägelsen av en LCDM-modell". Efterföljande arbete har emellertid funnit att kollisionen överensstämmer med LCDM-simuleringar, med den tidigare diskrepansen som härrör från små simuleringar och metodiken för att identifiera par. Tidigare arbete som hävdade att kulklustret var oförenligt med standardkosmologin baserades på en felaktig uppskattning av infallshastigheten baserat på hastigheten för stöten i den röntgenstrålande gasen. Baserat på analysen av chocken som drivs av sammanslagningen, hävdades nyligen att en lägre sammanslagningshastighet ~3 950 km/s överensstämmer med Sunyaev–Zeldovich-effekten och röntgendata, förutsatt att jämvikten av elektronen och jonen nedströms temperaturerna är inte ögonblickliga.

Alternativa tolkningar

Mordehai Milgrom , den ursprungliga förslagsställaren till Modifierad Newtonsk dynamik , har publicerat ett motbevis på nätet av påståenden om att Bullet Cluster bevisar existensen av mörk materia. Han hävdar att de observerade egenskaperna hos Bullet Cluster lika gärna kan orsakas av oupptäckt standardmaterial.

En annan studie 2006 varnar för "enkla tolkningar av analysen av svag linsning i kulklustret", och lämnar det öppet att även i det icke-symmetriska fallet med Bullet Cluster, MOND, eller snarare dess relativistiska version TeVeS (tensor– vektor– skalär gravitation ), kan förklara den observerade gravitationslinsen.

Se även

Vidare läsning


Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Bullet_Cluster&oldid=1103192210 "