Một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra một làn sóng khí nóng khổng lồ đang di chuyển qua cụm thiên hà Perseus. Làn sóng này là một phiên bản khổng lồ của thứ mà người ta gọi là sóng Kelvin-Helmholtz. Họ đã tạo ra khi hai chất lỏng giao nhau với vận tốc khác nhau: ví dụ, khi gió thổi qua nước.
Trong trường hợp này, sóng được gây ra bởi một cụm thiên hà nhỏ sượt qua cụm Perseus và tạo ra một chuỗi các sự kiện kéo dài hàng tỷ năm. Những phát hiện xuất hiện trong một bài báo trong số tháng 6 năm 2017 của tạp chí Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia.
Làn sóng mà chúng tôi đã xác định được liên kết với sự bay bổng của một cụm nhỏ hơn, cho thấy hoạt động sáp nhập tạo ra các cấu trúc khổng lồ này vẫn đang tiếp diễn. - Stephen Walker, Trung tâm bay không gian NASA Goddard.
Nhà khoa học hàng đầu Stephen Walker tại Trung tâm hàng không vũ trụ của NASA, God Walker, Greenbelt, Maryland, cho biết. Làn sóng mà chúng tôi đã xác định được liên kết với sự bay bổng của một cụm nhỏ hơn, cho thấy hoạt động sáp nhập tạo ra các cấu trúc khổng lồ này vẫn đang tiếp diễn.
Cụm thiên hà Perseus, còn được gọi là Abell 426, cách xa 240 triệu năm ánh sáng và có chiều dài khoảng 11 triệu năm ánh sáng. Nó có một trong những vật thể to lớn nhất mà chúng ta biết và nó được đặt tên theo chòm sao Perseus, xuất hiện trên cùng một phần của bầu trời.
Các cụm thiên hà là những vật thể có lực hấp dẫn lớn nhất trong Vũ trụ. Hầu hết các vật chất quan sát được trong các cụm thiên hà là khí gas. Nhưng khí nóng là siêu nóng, hàng chục triệu độ nóng, có nghĩa là nó phát ra tia X.
Các quan sát X-Ray của Perseus đã tiết lộ một số tính năng và cấu trúc trong cấu trúc khí của cụm. Một số trong số chúng là các tính năng giống như bong bóng gây ra bởi lỗ đen siêu lớn (SMBH) trong NGC 1275, thiên hà trung tâm cụm Perseus. Một trong những tính năng này được biết đến như là vịnh vịnh. Vịnh là một tính năng lõm mà không thể được thành lập bởi SMBH.
Vịnh là một câu đố bởi vì nó không tạo ra bất kỳ khí thải nào, dự kiến sẽ có thứ gì đó được hình thành bởi SMBH. Vịnh cũng không phù hợp với các mô hình về cách thức hoạt động của khí trong tình huống này.
Nhà khoa học đứng đầu nghiên cứu là Stephen Walker tại Trung tâm bay vũ trụ NASA God Goddard. Walker quay sang Đài quan sát tia X Chandra để giúp giải câu đố này. Các hình ảnh Chandra hiện có của cụm Perseus đã được lọc để làm nổi bật các cạnh của cấu trúc và để làm cho bất kỳ chi tiết tinh tế nào dễ nhìn thấy hơn.
Những hình ảnh được lọc và xử lý này sau đó được so sánh với mô phỏng máy tính của các cụm thiên hà hợp nhất. John ZuHone, nhà vật lý thiên văn tại Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian, đã tạo ra một danh mục trực tuyến các mô phỏng này.
Sáp nhập cụm Galaxy Galaxy đại diện cho giai đoạn hình thành cấu trúc mới nhất trong vũ trụ. -John ZuHone, Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian.
Sáp nhập cụm Galaxy Galaxy đại diện cho giai đoạn hình thành cấu trúc mới nhất trong vũ trụ. Mô phỏng thủy động lực học của các cụm hợp nhất cho phép chúng tôi tạo ra các tính năng trong khí nóng và điều chỉnh các thông số vật lý, chẳng hạn như từ trường. Sau đó, chúng ta có thể cố gắng khớp các đặc điểm chi tiết của các cấu trúc mà chúng ta quan sát được trong tia X. -John ZuHone, Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian.
Một trong những mô phỏng phù hợp với những gì các nhà thiên văn học đang nhìn thấy ở Perseus. Trong đó, một cụm lớn như Perseus đã tự định cư thành hai vùng: vùng khí lạnh hơn khoảng 30 triệu độ C và vùng khí nóng hơn ở nhiệt độ gần 100 triệu độ C. Trong mô hình này, một cụm nhỏ hơn Perseus, nhưng lớn hơn khoảng một nghìn lần so với Dải Ngân hà đi sát Perseus, thiếu trung tâm của nó khoảng 650.000 năm ánh sáng.
Điều đó đã xảy ra khoảng 2,5 tỷ năm trước và nó đã đặt ra một chuỗi các sự kiện vẫn đang diễn ra.
Việc bỏ lỡ gần gây ra một sự xáo trộn về lực hấp dẫn đã tạo ra một vòng xoáy mở rộng của khí lạnh hơn. Một làn sóng khí khổng lồ đã hình thành ở rìa của vòng xoáy khí lạnh hơn, nơi nó giao với khí nóng hơn. Đây là sóng Kelvin - Helmholtz nhìn thấy trong ảnh.
Chúng tôi nghĩ rằng tính năng bay mà chúng ta thấy ở Perseus là một phần của sóng Kelvin-Helmholtz, có lẽ là sóng lớn nhất được xác định, hình thành theo cách tương tự như các chương trình mô phỏng, ông Walker Walker nói. Nghiêng Chúng tôi cũng đã xác định các tính năng tương tự trong hai cụm thiên hà khác là Centaurus và Abell 1795.
Nghiên cứu này cung cấp một lợi ích khác bên cạnh việc phát hiện ra một làn sóng khổng lồ. Nó cho phép nhóm nghiên cứu đo các thuộc tính từ tính của cụm Perseus. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng cường độ của từ trường trong cụm ảnh hưởng đến kích thước của sóng khí. Đó là trường quá mạnh, sóng không phải dạng gạc, và nếu từ trường quá yếu, thì sóng sẽ còn lớn hơn nữa.
Theo nhóm nghiên cứu, không có cách nào khác để đo từ trường.
Nguồn: Các nhà khoa học tìm thấy sóng khổng lồ lăn qua cụm thiên hà Perseus
