天文學家通過附近的星系團發(fā)現(xiàn)巨大的熱氣旋轉(zhuǎn)波

根據(jù)美國國家航空航天局錢德拉X射線天文臺的觀測資料以及無線電觀測和計算機模擬，一波跨越200,000光年(約為我們銀河系大小的兩倍)的波浪正在穿越英仙座星團。

星系團是當今宇宙中引力最大的結(jié)構(gòu)。

珀爾修斯集群(Abell 426)以其主機星座命名，距離我們大約1100萬光年，位于距離2.4億光年遠的地方。

像所有星系團一樣，它的大部分可觀測物質(zhì)都是普遍存在的數(shù)百萬度的氣體，所以它很熱，只能在X射線中發(fā)光。

從觀測NASA的錢德拉X射線天文臺已經(jīng)揭示各種結(jié)構(gòu)的這種氣體中，從通過在群集的中央星系的黑洞，吹塑廣闊氣泡NGC 1275，以被稱為一個神秘凹功能“托架”。

海灣凹陷的形狀不能通過黑洞發(fā)出的氣泡形成。

使用Karl G. Jansky超大陣列的無線電觀測表明，海灣結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生任何發(fā)射，這與天文學家對黑洞活動相關特征的預期相反。

此外，晃動氣體的標準模型通常產(chǎn)生沿錯誤方向的結(jié)構(gòu)。

由美國宇航局戈達德太空飛行中心的斯蒂芬沃克博士領導的一個天文學家團隊轉(zhuǎn)向現(xiàn)有的錢德拉觀察英仙座星團以進一步調(diào)查海灣。

科學家將總共10.4天的高分辨率數(shù)據(jù)與5.8天的寬視場觀測結(jié)合起來，能量在700到7,000電子伏特之間。為了比較，可見光的能量在大約2到3電子伏特之間。

然后，作者對Chandra數(shù)據(jù)進行了過濾，以突出顯示結(jié)構(gòu)的邊緣并顯示細微的細節(jié)。

接下來，他們將邊緣增強的Perseus圖像與合并星系團的計算機模擬進行了比較。

一個模擬似乎解釋了海灣的形成。

其中，類似于英仙座的大型集群中的天然氣已經(jīng)分為兩個部分，一個溫度在5400萬華氏度(3000萬攝氏度)左右的“冷”中心區(qū)域和一個氣體溫度高三倍的周圍區(qū)域。

然后，一個小的星系團，大約是銀河系質(zhì)量的一千倍，繞過較大的星團，錯過了它的中心約650,000光年。

飛越產(chǎn)生一種引力擾動，將氣體攪拌成咖啡，攪拌成咖啡，形成膨脹的冷氣體螺旋。

大約25億年后，當天然氣從中心上升近50萬光年后，巨大的波浪在其周邊形成并滾動數(shù)億年，然后消散。

這些波是Kelvin-Helmholtz波的巨型版本，它們出現(xiàn)在兩種流體界面上存在速度差異的地方，例如吹過水的風。它們可以在海洋中發(fā)現(xiàn)，在地球和其他行星的云層中，在地球附近的等離子體中，甚至在太陽上。

“我們認為我們在珀爾修斯看到的海灣特征是Kelvin-Helmholtz波的一部分，可能是已經(jīng)確定的最大波，其形成方式與模擬顯示的大致相同，”沃克博士說。該論文報告的結(jié)果皇家天文學會月報(arXiv.org預印本)。

“我們還在其他兩個星系團中發(fā)現(xiàn)了類似的特征，Centaurus和Abell 1795。”

該團隊還發(fā)現(xiàn)，波浪的大小對應于星團磁場的強度。

如果它太弱，波浪的尺寸會比觀察到的大得多。如果太強大，它們根本就不會形成。

這項研究使天文學家能夠探測這些星團整個體積的平均磁場，這是一種無法通過任何其他手段進行的測量。