זרמי גז לוהטים בליבת צביר קנטאורי מסבירים כיצד טורבולנציה שומרת על הטמפרטורות הגבוהות למרות פליטת קרני רנטגן
צבירי גלקסיות נשארים חמים למרות קרינת רנטגן מקררת
מדענים שהשתמשו בלוויין XRISM גילו רמז חשוב לאחת התעלומות הוותיקות באסטרונומיה: למה צבירי גלקסיות נשארים חמים, למרות שהם מאבדים כל הזמן אנרגיה דרך פליטת קרני רנטגן. הפליטות האלה צריכות לקרר את הצבירים עם הזמן, אבל זה לא מה שהאסטרונומים רואים.
הם חקרו את הצביר קנטאורי, שנמצא בערך 150 מיליון שנות אור מכדור הארץ, וגילו תופעה מפתיעה בליבה שלו. הם מצאו זרם מהיר תנועה של גז מאוד חם שזורם דרך מרכז הצביר. נראה שהתנועה האנרגטית הזאת מספקת חום ומונעת התקררות של הצביר. התוצאות האלה מציעות פתרון מבטיח למה שמכונה "בעיית הזרימה המקררת".
אי התאמה בין התקררות ויצירת כוכבים
צבירי גלקסיות הם מבנים ענקיים המורכבים ממאות גלקסיות. הם העצמים הידועים הכי גדולים ביקום וממלאים תפקיד מפתח בסיוע למדענים להבין איך גלקסיות נוצרות, מתפתחות ומקיימות אינטראקציות בקנה מידה קוסמי.
הצבירים האלה עטופים בהילות מסיביות של חומר אפל, שמושכות פנימה גז לוהט מהחלל הבין גלקטי שמסביב. כשהגז הזה נופל פנימה, הוא פולט קרינת רנטגן, בדומה לאדים שעולים ממים חמים. זה, כמובן, צריך לגרום להתקררות, וכשהגז מתקרר, צפוי שהוא יתעבה וייצור כוכבים במרכז הצביר.
אבל הנה התעלומה: לא מספיק כוכבים נוצרים, והליבות של הצבירים האלה עדיין חמות. משהו מקזז את ההתקררות, אבל עד כה המדענים לא היו בטוחים מה.
התגלית פורצת הדרך של XRISM
כדי לחקור, הצוות התמקד בצביר קנטאורי באמצעות מכשיר חדשני של XRISM בשם Resolve, שיכול למדוד במדויק את התנועה והטמפרטורה של גז הפולט קרינת רנטגן. הם מצאו זרימה ברורה של גז בטמפרטורה גבוהה שנע במהירות דרך מרכז הצביר. תנועת ה"שכשוך" הזאת פועלת כמַבְחֵשׁ קוסמי, שמפזר אנרגי ועוזר לשמור על החום הכולל של הצביר.
העברת אנרגיה באמצעות בחישה עדינה
"מצאנו טוּרְבּוּלֶנְטִיּוּת מועטה של הגז בטמפרטורה גבוהה בצביר הגלקסיות", אמר פרופסור נקזאווה. "המנגנון, שעוצר את התקררות הגז החם של הצביר הזה, הוא "בחישה" כללית של הגז החם שמספקת אנרגיה למרכז מאזורים חיצוניים, ובכך שומרת על הטמפרטורות הגבוהות".
הדמיות מחשב של תנועת גז החם אחרי מיזוג של צבירי גלקסיות שקרה בתהליך ההתפתחות שלהם שימשו להסברת התנועות האלה, שנקראות "שכשוך גזים".
פענוח ההתפתחות הקוסמית
"ספקטרוסקופיה מאוד מדויקת יכולה גם לעזור לנו להבין טוב יותר איך המבנה המסיבי של צבירי גלקסיות התפתח", אמר נקזאווה. "היא מעמיקה את הבנתנו לא רק לגבי צבירי גלקסיות, אלא גם לגבי ההיווצרות וההתפתחות של מבנים גדולים ביקום באופן כללי".
עוד בנושא באתר הידען:
