Các cụm thiên hà mà XMM-Newton nhìn thấy. Nhấn vào đây để phóng to
Các cụm thiên hà là những vật thể lớn nhất trong Vũ trụ. Đài thiên văn ESA L X-Newton gần đây đã theo dõi hai cụm thiên hà cho phép các nhà thiên văn học biết rằng các cụm sao này có số lượng siêu tân tinh loại 1a cao hơn - nổ tung các ngôi sao lùn trắng - so với thiên hà của chúng ta.
Quan sát sâu hai cụm thiên hà sáng tia X với vệ tinh ESA L XMM-Newton cho phép một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đo thành phần hóa học của chúng với độ chính xác chưa từng thấy. Biết thành phần hóa học của các cụm thiên hà có tầm quan trọng quyết định để hiểu nguồn gốc của các nguyên tố hóa học trong Vũ trụ.
Các cụm, hoặc các tập đoàn, của các thiên hà là những vật thể lớn nhất trong Vũ trụ. Bằng cách nhìn vào chúng qua kính viễn vọng quang học, có thể thấy hàng trăm hoặc thậm chí hàng ngàn thiên hà chiếm một thể tích vài triệu năm ánh sáng. Tuy nhiên, các kính thiên văn như vậy chỉ tiết lộ phần nổi của tảng băng. Trên thực tế, hầu hết các nguyên tử trong các cụm thiên hà đều ở dạng khí nóng phát ra bức xạ tia X, với khối lượng khí nóng lớn gấp năm lần khối lượng trong chính các thiên hà Cụm sao.
Hầu hết các nguyên tố hóa học được tạo ra trong các ngôi sao của các cụm thiên hà - bị trục xuất vào không gian xung quanh bởi các vụ nổ siêu tân tinh và bởi các cơn gió sao - trở thành một phần của khí phát ra tia X nóng. Các nhà thiên văn học chia siêu tân tinh thành hai loại cơ bản: s sụp đổ lõi cốt lõi và sup Siêu tân tinh loại Iaát. Siêu tân tinh ’lõi sụp đổ bắt nguồn khi một ngôi sao ở cuối cuộc đời sụp đổ thành sao neutron hoặc lỗ đen. Những siêu tân tinh này tạo ra rất nhiều oxy, neon và magiê. Siêu tân tinh loại Ia phát nổ khi một ngôi sao lùn trắng tiêu thụ vật chất từ một ngôi sao đồng hành trở nên quá lớn và hoàn toàn tan rã. Loại này tạo ra rất nhiều sắt và niken.
Tương ứng vào tháng 11 năm 2002 và tháng 8 năm 2003, và trong một ngày rưỡi mỗi lần, XMM-Newton, đã thực hiện các quan sát sâu sắc về hai cụm thiên hà có tên Sersic 159-03 và và ‘2A 0335 + 096. Nhờ những dữ liệu này, các nhà thiên văn học có thể xác định được sự phong phú của chín nguyên tố hóa học trong cụm sao plasma plasma ?? bf? một loại khí chứa các hạt tích điện như ion và electron.
Những nguyên tố này bao gồm oxy, sắt, neon, magiê, silicon, argon, canxi, niken và - được phát hiện lần đầu tiên trong cụm thiên hà - crom. So sánh sự phong phú của các yếu tố được phát hiện với năng suất của siêu tân tinh tính theo lý thuyết, chúng tôi thấy rằng khoảng 30% siêu tân tinh trong các cụm này đang phát nổ sao lùn trắng ('Loại Ia') và phần còn lại đã sụp đổ vào cuối đời. ('sự sụp đổ cốt lõi'), Keith cho biết Norbert Werner, từ Viện nghiên cứu không gian SRON Hà Lan (Utrecht, Hà Lan) và là một trong những tác giả chính của những kết quả này.
Số này nằm giữa giá trị tìm thấy cho Thiên hà của chúng ta (nơi siêu tân tinh loại Ia chiếm khoảng 13% 'siêu dân số') và tần suất hiện tại của các sự kiện siêu tân tinh được xác định bởi dự án Tìm kiếm siêu tân tinh Lick (theo đó 42 phần trăm của tất cả các siêu tân tinh được quan sát là Loại Ia), anh tiếp tục.
Các nhà thiên văn học cũng phát hiện ra rằng tất cả các mô hình siêu tân tinh dự đoán lượng canxi ít hơn nhiều so với những gì được quan sát trong các cụm và sự phong phú niken quan sát được không thể được sao chép bởi các mô hình này. Những khác biệt này chỉ ra rằng các chi tiết về làm giàu siêu tân tinh vẫn chưa được hiểu rõ ràng. Do các cụm thiên hà được cho là các mẫu vũ trụ công bằng, nên quang phổ tia X của chúng có thể giúp cải thiện các mô hình siêu tân tinh.
Sự phân bố không gian của các yếu tố trên một cụm cũng chứa thông tin về lịch sử của các cụm. Việc phân phối các phần tử trong 2A 0335 + 096 cho thấy sự hợp nhất đang diễn ra. Sự phân phối oxy và sắt trên Sersic 159-03 chỉ ra rằng trong khi hầu hết sự làm giàu bằng siêu tân tinh sụp đổ đã xảy ra từ lâu, siêu tân tinh loại Ia vẫn tiếp tục làm giàu khí nóng bằng các nguyên tố nặng đặc biệt là trong lõi của cụm.
Nguồn gốc: Cổng thông tin ESA
