太空裡的巨型牙刷:長達600萬光年 兩個星系團合併的遺產

2020-12-05 天狼星天文

牙刷星系團多波段的偽彩色圖像,紅色部分標記射電源,藍色部分為X射線輻射,背景圖片來自可見光波段。

星系團是宇宙中依靠引力抱團的最大規模天體,其中可能包含少則幾十個,多則上千的星系。以我們的銀河係為例,它就屬於所謂的「本星系團」,擁有大約50個星系。

不過,今天的主角是一個編號為「1RXS J0603.3 + 4214」的星系團,於2012年被發現。由於在射電望遠鏡下,它呈現出一個牙刷形狀的射電源,因而被稱為「牙刷星系團」。科學家此前曾猜測,」牙刷「可能是過去兩個星系團合併的產物,現在科學家可能找到了相關證據。

早在2016年,美國宇航局的錢德拉X射線望遠鏡就獲取過牙刷星系團的影像。為了能與錢德拉X射線望遠鏡等其他數據進行對照,哈佛—史密森尼天體物理中心(CFA)的天文學家最近則使用甚大陣(VLA)對牙刷星系團進行了新的觀測,獲取了牙刷星系團精確的射電圖像。

在最新的射電圖像裡,牙刷星系團顯現出一到狹長的脊梁,可能來自星系團合併產生的大型衝擊。科學家還找到了至少32個此前從未發現過的射電源。

美國宇航局2016年公布的牙刷星系團合成圖像,綠色部分為射電源,紫色部分由錢德拉X射線望遠鏡捕獲。

甚大陣由27臺25米口徑的射電望遠鏡組成,是世界最大的綜合孔徑射電望遠鏡

目前的觀點認為,星系團是以一種「自下而上」的方式形成的,即較小的結構最先產生,之後再逐漸成長為較大的集群。整個演化過程中,暗物質被認為起到了重要作用。然而,它們究竟如何增長似乎取決於若干相互競爭的物理過程,比如星系團內氣體的特性。

這些氣體的質量比星系團內的恆星還要大,溫度則可達到1千萬開爾文甚至更高。因此,它們在星系團演化中扮演了重要角色。由於含有高速移動的帶電粒子,能夠發出強烈的射電輻射,這些氣體有時能夠顯現出細長的絲狀結構。

牙刷星系團就擁有三個這類射電結構,以及一個大型射電暈。其中最顯著的射電結構延伸超過600萬光年,構成了牙刷的刷頭和刷柄。

而下方的射電暈則可能是星系合併產生的湍流引發的。CFA的天文學家發現,射電暈的發出射電形態與X射線非常相似,表明存在星系合併的情況。結合其他的觀測結果,星系合併是最為合理的解釋。(dogstar)

圖片中白色曲線區域內存在兩個巨大的暗物質團

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