Bullet Cluster - Bullet Cluster
Bullet Cluster | |
---|---|
![]() Rentgenová fotografie od Rentgenová observatoř Chandra. Doba expozice byla 140 hodin. Stupnice je uvedena v megaparsecs. Rudý posuv (z) = 0,3, což znamená, že jeho světlo má vlnové délky natažené o faktor 1,3. | |
Data pozorování (Epocha J2000 ) | |
Souhvězdí (s) | Carina |
Správný vzestup | 06h 58m 37.9s |
Deklinace | −55° 57′ 0″ |
Počet galaxií | ~40 |
Rudý posuv | 0.296[1] |
Vzdálenost (společné stěhování ) | 1,141 Gpc (3,7 miliardy světelných let).[2] |
ICM teplota | 17.4 ± 2.5 keV |
rentgen zářivost | 1.4 ± 0.3 × 1039 h50−2 joule / s (bolometrické )[1] |
rentgen tok | 5.6 ± 0.6 × 10−19 watt / cm2 (0,1–2,4 keV)[1] |
Jiná označení | |
1E 0657-56, 1E 0657-558 | |
The Bullet Cluster (1E 0657-56) se skládá ze dvou kolizí shluky galaxií. Přísně vzato, jméno Bullet Cluster odkazuje na menší podskupinu, která se vzdaluje od větší. Je to na komodální radiální vzdálenost z 1.141GPC (3.72 miliarda světelné roky ).[2]
Gravitační čočky tvrdí se, že studie skupiny kulka poskytují doposud nejlepší důkazy o existenci temná hmota.[3][4]
Pozorování jiných galaxie kolize klastrů, jako např MACS J0025.4-1222, podobně podporují existenci temné hmoty.
Přehled
Hlavní součásti klastrového páru—hvězdy, plyn a domnělá temná hmota - se během srážky chovají odlišně, což umožňuje jejich samostatné studium. Hvězdy galaxií, viditelné na viditelném místě světlo, nebyly kolizí výrazně ovlivněny a většina prošla skrz, gravitačně zpomalil, ale jinak se nezměnil. Horký plyn dvou kolidujících složek, vidět v Rentgenové záření, představuje většinu z baryonický nebo „obyčejná“ hmota ve dvojici klastrů. Plyny interagují elektromagneticky, což způsobuje, že plyny obou klastrů zpomalují mnohem více než hvězdy. Třetí složku, temnou hmotu, detekovala nepřímo gravitační čočky objektů v pozadí. v teorie bez temné hmoty, jako je Upravená newtonovská dynamika (MOND) by se od čočky očekávalo, že bude následovat baryonickou hmotu; tj. rentgenový plyn. Objektiv je však nejsilnější ve dvou oddělených oblastech poblíž (možná shodných) s viditelnými galaxiemi. To poskytuje podporu myšlence, že většina gravitace v klastrovém páru je ve formě dvou oblastí temné hmoty, které během srážky obcházely plynové oblasti. To je v souladu s předpovědi temné hmoty, že jde pouze o gravitační interakci, jinou než slabou interakci.

Bullet Cluster je jedním z nejžhavější známý shluky galaxií. Poskytuje pozorovatelné omezení pro kosmologické modely, které se mohou lišit při teplotách nad jejich předpovězenou kritickou teplotou klastru.[1] Pozorováno od Země, podskupina prošla středem klastru před 150 miliony let a vytvořila „luk ve tvaru rázová vlna nacházející se v blízkosti pravé strany kupy „vytvořeno jako“ 70 miliónů kelvinových plynů v podskupině, která proorávala 100 miliónů kelvinový plyn v hlavním klastru rychlostí přibližně téměř 10 milionů km / h (6 milionů mil za hodinu) “.[5][6][7] Výstup záření z přídě je ekvivalentní energii 10 typické kvasary.[1]
Význam temné hmoty
Bullet Cluster poskytuje nejlepší aktuální důkazy o povaze temné hmoty[4][8] a poskytuje „důkazy proti některým populárnějším verzím modifikované newtonovské dynamiky (MOND)“, jak jsou aplikovány na velké galaktické kupy.[9] V a statistická významnost ze dne 8.σ, bylo zjištěno, že prostorové posunutí středu celkové hmoty od středu vrcholů baryonických hmot nelze vysvětlit pouze změnou samotného zákona gravitační síly.[10]
Podle Grega Madejski:
Obzvláště přesvědčivé výsledky byly odvozeny z Chandra pozorování „klastrové kulky“ (1E0657-56; obr. 2) od Markevitche a kol. (2004) a Clowe et al. (2004). Tito autoři uvádějí, že klastr prochází sloučením s vysokou rychlostí (kolem 4 500 km / s), což je zřejmé z prostorového rozložení horkého, rentgen - emitující plyn, ale tento plyn zaostává za galaxiemi podskupiny. Shluk temné hmoty, odhalený slabou mapou čoček, je navíc shodný s galaxiemi bez srážek, ale leží před srážkovým plynem. Toto - a další podobná pozorování - umožňují dobré limity v průřezu vlastní interakce temné hmoty.[11]
Podle Erica Hayashiho:
The rychlost podskupiny odrážek není pro podstrukturu clusteru výjimečně vysoká a lze ji umístit do aktuálně upřednostňovaného Model Lambda-CDM kosmologie."[12]
Studie z roku 2010 dospěla k závěru, že rychlosti kolize, jak jsou v současné době měřeny, jsou „nekompatibilní s predikcí modelu LCDM“.[13] Následná práce však zjistila, že kolize je v souladu se simulacemi LCDM,[14] s předchozím rozporem vyplývajícím z malých simulací a metodiky identifikace párů. Dřívější práce s tvrzením, že Bullet Cluster byl v rozporu se standardní kosmologií, byly založeny na chybném odhadu rychlosti pádu na základě rychlosti šoku v rentgenovém emitujícím plynu.[14] Na základě analýzy šoku vyvolaného fúzí bylo nedávno argumentováno, že nižší rychlost fúze ~ 3 950 km / s je v souladu s Sunyaev – Zeldovichův efekt a rentgenová data za předpokladu, že ekvilibrace následných teplot elektronů a iontů není okamžitá.[15]
Alternativní interpretace
Mordehai Milgrom, původní navrhovatel Upravená newtonovská dynamika, zveřejnil online vyvrácení[16] tvrzení, že Bullet Cluster dokazuje existenci temné hmoty.
Další studie z roku 2006[17] varuje před „jednoduchými interpretacemi analýzy slabé čočky v kulovém klastru“, přičemž ponechává otevřené, že i v nesymetrickém případě kulka klastru MOND, respektive jeho relativistické verzi TeVeS (tenzor – vektor – skalární gravitace ), mohl vysvětlit pozorovanou gravitační čočku.
Viz také
- Abell 520 - podobná kupa galaxií, jejíž temná a světelná hmota mohla být oddělena během velké srážky
- NGC 1052-DF2
- Seznam skupin a kup galaxií
Reference
- ^ A b C d E Tucker, W.; Blanco, P .; Rappoport, S. (březen 1998). David, L .; Fabricant, D .; Falco, E. E.; Forman, W .; Dressler, A .; Ramella, M. „1E 0657-56: uchazeč o nejžhavější známou hvězdokupu galaxií“. Astrofyzikální deníkové dopisy. 496 (1): L5. arXiv:astro-ph / 9801120. Bibcode:1998ApJ ... 496L ... 5T. doi:10.1086/311234.
- ^ A b "NED výsledky pro objekt Bullet Cluster". Extragalaktická databáze NASA. Citováno 4. března 2012.
- ^ Clowe, Douglas; Gonzalez, Anthony; Markevich, Maxim (2004). „Slabá rekonstrukce masky čočky interagujícího klastru 1E0657-558: Přímý důkaz o existenci temné hmoty“. Astrophys. J. 604 (2): 596–603. arXiv:astro-ph / 0312273. Bibcode:2004ApJ ... 604..596C. doi:10.1086/381970.
- ^ A b M. Markevitch; A. H. Gonzalez; D. Clowe; A. Vikhlinin; L. David; W. Forman; C. Jones; Murray & W. Tucker (2004). „Přímá omezení průřezu vlastní interakce temné hmoty ze slučující se kupy galaxií 1E0657-56“. Astrophys. J. 606 (2): 819–824. arXiv:astro-ph / 0309303. Bibcode:2004ApJ ... 606..819M. doi:10.1086/383178.
- ^ Rentgenová observatoř Chandra (2002). 1E 0657-56: Šok z luku ve slučující se kupě galaxií (obrázek a popis). Fotoalbum Chandra. Harvardská Univerzita.
- ^ 1e065756. spaceimages.com (fotografie).
- ^ „Dynamický stav kupy galaxií 1E0657-56“. edpsciences-usa.org. 2002.
- ^ Markevitch, M .; Randall, S .; Clowe, D .; Gonzalez, A. & Bradac, M. (16. – 23. Července 2006). Dark Matter and the Bullet Cluster (PDF). 36. vědecké shromáždění COSPAR (abstrakt). Peking, Čína.
- ^ Randall, Scott (31. května 2006). „Oběd“ (abstraktní). Harvardská Univerzita.
- ^ Clowe, Douglas; et al. (2006). „Přímý empirický důkaz existence temné hmoty“. The Astrophysical Journal Letters. 648 (2): L109 – L113. arXiv:astro-ph / 0608407. Bibcode:2006ApJ ... 648L.109C. doi:10.1086/508162.[úplná citace nutná ]
- ^ Tucker, W .; Blanco, P .; Rappoport, S .; David, L .; Fabricant, D .; Falco, E.E .; Forman, W .; Dressler, A .; Ramella, M. (2006). „Nedávná a budoucí pozorování v rentgenových a gama paprskech: Chandra, Suzaku, GLAST a NuSTAR“. Sborník konferencí AIP. 801: 21–30. arXiv:astro-ph / 0512012. Bibcode:2005AIPC..801 ... 21M. doi:10.1063/1.2141828.
- ^ Hayashi, Eric; Bílá? (2006). „Jak vzácná je Bullet Cluster?“. Měsíční oznámení dopisů Královské astronomické společnosti. 370 (1): L38 – L41. arXiv:astro-ph / 0604443. Bibcode:2006MNRAS.370L..38H. doi:10.1111 / j.1745-3933.2006.00184.x.[úplná citace nutná ]
- ^ Lee, Jounghun; Komatsu,? (2010). „Bullet Cluster: A Challenge to LCDM Cosmology“. Astrofyzikální deník. 718 (1): 60–65. arXiv:1003.0939. Bibcode:2010ApJ ... 718 ... 60L. doi:10.1088 / 0004-637X / 718/1/60.[úplná citace nutná ]
- ^ A b Thompson, Robert; Davé, Romeel; Nagamine, Kentaro (01.09.2015). „Vzestup a pád vyzyvatele: The Bullet Cluster in Lambda cold dark matter simulation“. Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. 452 (3): 3030–3037. arXiv:1410.7438. Bibcode:2015MNRAS.452.3030T. doi:10.1093 / mnras / stv1433. ISSN 0035-8711.
- ^ Di Mascolo, L .; Mroczkowski ,; Churazov, E .; Markevitch, M .; Basu, K .; Clarke, T.E .; et al. (2019). "ALMA + ACA měření šoku v Bullet Cluster". Astronomie a astrofyzika. 628: A100. arXiv:1907.07680. Bibcode:2019A & A ... 628A.100D. doi:10.1051/0004-6361/201936184.CS1 maint: extra interpunkce (odkaz)
- ^ Milgrom, Moti, „Milgromova perspektiva na Bullet Cluster“, Stránky MOND, archivovány z originál 21. července 2016, vyvoláno 27. prosince 2016
- ^ G.W. Angus; B. Famaey a H. Zhao (2006). „Může MOND pořídit kulku? Analytické srovnání tří verzí MOND za sférickou symetrií“. Pondělí Ne. R. Astron. Soc. 371 (1): 138–146. arXiv:astro-ph / 0606216. Bibcode:2006MNRAS.371..138A. doi:10.1111 / j.1365-2966.2006.10668.x.
Další čtení
- Clowe, Douglas; Bradač, Maruša; Gonzalez, Anthony H .; Markevitch, Maxim; Randall, Scott W .; Jones, Christine; Zaritsky, Dennis (2006). „Přímý empirický důkaz existence temné hmoty“. Astrofyzikální deník. 648 (2): L109 – L113. arXiv:astro-ph / 0608407. Bibcode:2006ApJ ... 648L.109C. doi:10.1086/508162.
- Bradač, Maruša; Clowe, Douglas; Gonzalez, Anthony H .; Marshall, Phil; Forman, William; Jones, Christine; Markevitch, Maxim; Randall, Scott; Schrabback, Tim; Zaritsky, Dennis (2006). „Strong and Weak Lensing United. III. Measuring the Mass distribution of the Merging Galaxy Cluster 1ES 0657−558“. Astrofyzikální deník. 652 (2): 937–947. arXiv:astro-ph / 0608408. Bibcode:2006ApJ ... 652..937B. doi:10.1086/508601.
- Angus, G. W .; Famaey, B .; Zhao, H. S. (2006). „Může MOND pořídit kulku? Analytické srovnání tří verzí MOND za sférickou symetrií.“ Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. 371 (1): 138–146. arXiv:astro-ph / 0606216. Bibcode:2006MNRAS.371..138A. doi:10.1111 / j.1365-2966.2006.10668.x.
- Angus, Garry W .; Shan, HuanYuan; Zhao, HongSheng; Famaey, Benoit (2006). „Na důkaz temné hmoty, zákona gravitace a hmotnosti neutrin“. Astrofyzikální deník. 654: L13 – L16. arXiv:astro-ph / 0609125. doi:10.1086/510738.
- Brownstein, J. R .; Moffat, J. W. (2007). „Důkaz Bullet Cluster 1E0657-558 ukazuje upravenou gravitaci při absenci temné hmoty“. Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. 382 (1): 29–47. arXiv:astro-ph / 0702146. Bibcode:2007MNRAS.382 ... 29B. doi:10.1111 / j.1365-2966.2007.12275.x.
- CXO: Bedeviling Devil's Advocate Cosmology (The Chandra Chronicles) 21. srpna 2006
- CXO: 1E 0657-56: NASA najde přímý důkaz temné hmoty Kombinovaný obraz rentgenových paprsků, vizuálních a DM
- Harvard animace kolize ukazující, jak se odděluje temná hmota od normální hmoty
- Harvard Harvardské sympozium: Markevitch PDF 36 barevných obrázků a textových snímků, které modelují existenci temné hmoty z dat klastru Bullet
- NASA: NASA najde přímý důkaz temné hmoty (Tisková zpráva NASA 06-096) 21. srpna 2006
- Scientific American Scientific American článek VĚDECKÉ NOVINY 22. srpna 2006 Srážející se klastry osvětlují temnou hmotu který zahrnuje a film simulace srážky