Gambar XMM-Newton dari kluster galaksi. Kredit gambar: ESA Klik untuk memperbesar
Observatorium sinar-X ESA, XMM-Newton, untuk pertama kalinya memungkinkan para ilmuwan mempelajari secara terperinci sejarah pembentukan gugusan galaksi, tidak hanya dengan objek tunggal yang dipilih secara sewenang-wenang, tetapi dengan sampel gugus representatif yang lengkap.
Mengetahui bagaimana benda-benda besar ini terbentuk adalah kunci untuk memahami masa lalu dan masa depan Semesta.
Para ilmuwan saat ini mendasarkan gambar beralasan evolusi kosmik pada model pembentukan struktur di mana struktur kecil terbentuk pertama dan ini kemudian membentuk objek astronomi yang lebih besar.
Cluster galaksi adalah objek terbesar dan paling baru terbentuk di alam semesta yang diketahui, dan mereka memiliki banyak properti yang menjadikannya astrofisika yang hebat? Laboratorium ?. Sebagai contoh, mereka adalah saksi penting dari proses pembentukan struktur dan probe penting? untuk menguji model kosmologis.
Untuk berhasil menguji model-model kosmologis seperti itu, kita harus memiliki pemahaman pengamatan yang baik tentang struktur dinamis dari masing-masing gugus galaksi dari sampel gugus yang representatif.
Sebagai contoh, kita perlu tahu berapa banyak cluster yang berevolusi dengan baik. Kita juga perlu tahu cluster mana yang telah mengalami pertambahan massa gravitasi baru-baru ini, dan cluster mana yang berada dalam tahap tabrakan dan penggabungan. Selain itu, pengukuran massa cluster yang tepat, dilakukan dengan data XMM-Newton yang sama, juga merupakan prasyarat yang diperlukan untuk studi kosmologis kuantitatif.
Bagian yang paling mudah terlihat dari kluster galaksi, yaitu bintang-bintang di semua galaksi, hanya membentuk sebagian kecil dari total apa yang membentuk kluster. Sebagian besar materi yang dapat diamati dari gugus tersebut terdiri dari gas panas (10-100 juta derajat) yang terperangkap oleh gaya potensial gravitasi gugus tersebut. Gas ini sama sekali tidak terlihat oleh mata manusia, tetapi karena suhunya, gas ini terlihat oleh emisi sinar-X-nya.
Di sinilah XMM-Newton masuk. Dengan kekuatan pengumpul foton yang belum pernah terjadi sebelumnya dan kemampuan spektroskopi yang diselesaikan secara spasial, XMM-Newton telah memungkinkan para ilmuwan untuk melakukan studi ini dengan sangat efektif sehingga tidak hanya objek tunggal, tetapi juga seluruh sampel representatif dapat dipelajari secara rutin. .
XMM-Newton menghasilkan kombinasi gambar sinar-X (dalam pita energi sinar-X yang berbeda, yang dapat dianggap sebagai warna-warna sinar-X yang berbeda), dan membuat pengukuran spektroskopi dari berbagai daerah dalam gugus.
Sementara kecerahan gambar memberikan informasi tentang kerapatan gas dalam gugus, warna dan spektrum memberikan indikasi suhu gas internal gugus. Dari distribusi temperatur dan kepadatan, parameter tekanan dan "entropi" fisik sangat penting. bisa juga diturunkan. Entropi adalah ukuran riwayat pemanasan dan pendinginan sistem fisik.
Tiga gambar terlampir menggambarkan penggunaan distribusi entropi dalam? X-ray luminous? gas sebagai cara mengidentifikasi berbagai proses fisik. Entropy memiliki sifat unik berkurang dengan pendinginan radiasi, meningkat karena proses pemanasan, tetapi tetap konstan dengan kompresi atau ekspansi di bawah konservasi energi.
Yang terakhir memastikan bahwa? Catatan fosil? setiap pemanasan atau pendinginan disimpan bahkan jika gas selanjutnya mengubah tekanannya secara adiabatik (di bawah konservasi energi).
Contoh-contoh ini diambil dari sampel REFLEX-DXL, sampel yang lengkap secara statistik dari beberapa kelompok bercahaya sinar-X yang ditemukan dalam ROSAT All-Sky Survey. ROSAT adalah observatorium sinar-X yang dikembangkan pada 1990-an dalam kerja sama antara Jerman, AS, dan Inggris.
Gambar memberikan tampilan distribusi entropi berkode warna di mana nilai meningkat dari biru, hijau, kuning menjadi merah dan putih.
Sumber Asli: ESA Portal
