محیط درونخوشهای
فضای بین کهکشانها در یک خوشه با پلاسمای داغ و گسیلکننده پرتو ایکس پر شده است که جرم آن از مجموع جرم تمام ستارگان خوشه بیشتر است.
Definition
محیط درونخوشهای، گاز یونیزه داغ و پراکندهای است که در دماهای دهها میلیون درجه، حجم بین کهکشانها در یک خوشه را پر میکند، پرتو ایکس گسیل میکند و جزء باریونی غالب خوشه را تشکیل میدهد.
Scope
این موضوع به بررسی خواص گاز داغ درونخوشهای، گسیل پرتو ایکس آن و ابزارهای تشخیصی که فراهم میکند، مسئله جریانهای خنککننده در هستههای خوشه و سرکوب آنها توسط بازخورد، غنیسازی شیمیایی گاز، و اثر سونیایف-زلدوویچ که خوشهها از طریق آن بر زمینه مایکروویو کیهانی اثر میگذارند، میپردازد.
Core questions
- دما، چگالی و ترکیب گاز درونخوشهای چگونه است؟
- گسیل پرتو ایکس چگونه وضعیت گاز را تشخیص میدهد؟
- آیا هستههای خوشه دچار جریانهای خنککننده میشوند و چه چیزی از خنکشدن بیرویه جلوگیری میکند؟
- اثر سونیایف-زلدوویچ چگونه امکان شناسایی خوشهها را فراهم میکند؟
Key theories
- گاز داغ گسیلکننده پرتو ایکس
- محیط درونخوشهای پلاسمایی است که توسط پتانسیل گرانشی خوشه تا دماهای گسیلکننده پرتو ایکس گرم میشود، و گسیل آن چگالی گاز، دما و جرم کلی خوشه را آشکار میکند.
- جریانهای خنککننده و بازخورد
- هستههای متراکم خوشه باید به سرعت خنک شوند و ستاره تشکیل دهند، اما مشاهدات نشان میدهد که خنکشدن بسیار کمتر از حد انتظار است، که به معنای گرمایش، عمدتاً از هسته کهکشانی فعال مرکزی، است که تلفات تابشی را جبران میکند.
- اثر سونیایف-زلدوویچ
- الکترونهای داغ در محیط درونخوشهای فوتونهای زمینه مایکروویو کیهانی را به انرژیهای بالاتر پراکنده میکنند و اعوجاجی ایجاد میکنند که خوشهها را مستقل از فاصله شناسایی میکند.
Clinical relevance
محیط درونخوشهای بیشتر ماده معمولی یک خوشه را در خود جای داده و تاریخچه گرمایش و غنیسازی آن را ثبت میکند؛ نشانههای پرتو ایکس و سونیایف-زلدوویچ آن ابزارهای اصلی برای یافتن خوشهها و اندازهگیری جرم آنها برای کیهانشناسی هستند.
History
ماهوارههای پرتو ایکس در دهه ۱۹۷۰ نشان دادند که خوشهها منابع درخشان پرتو ایکس هستند و وجود محیط داغ درونخوشهای را اثبات کردند. جریانهای خنککننده مورد انتظار، که توسط فابیان در سال ۱۹۹۴ بررسی شد، در دادههای با وضوح بالای بعدی تا حد زیادی غایب بودند، که به بازخورد هسته کهکشانی فعال (AGN) اشاره داشت، در حالی که اثر سونیایف-زلدوویچ به یک تکنیک قدرتمند برای یافتن خوشهها تبدیل شد.
Key figures
- Craig Sarazin
- Andrew Fabian
- Rashid Sunyaev
- Yakov Zeldovich
Related topics
Seminal works
- sarazin1988
- fabian1994
- sunyaev1972
Frequently asked questions
- چرا گاز بین کهکشانها در یک خوشه اینقدر داغ است؟
- هنگامی که گاز به چاه گرانشی عمیق یک خوشه سقوط میکند، فشرده شده و توسط شوک گرم میشود و به دهها میلیون درجه میرسد. در این دماها کاملاً یونیزه شده و در پرتو ایکس میدرخشد.
- مشکل جریان خنککننده چیست؟
- در هستههای متراکم خوشه، گاز انرژی را به اندازهای سریع تابش میکند که باید خنک شود و ستارههای زیادی تشکیل دهد، با این حال مشاهدات چنین خنکشدن کمی را نشان میدهد. راهحل این است که انرژی تزریق شده توسط سیاهچاله مرکزی گاز را دوباره گرم میکند و از جریان خنککننده پیشبینی شده جلوگیری میکند.