Medium Intracluster

Ruang di antara galaksi-galaksi dalam sebuah gugus dipenuhi oleh plasma panas pemancar sinar-X yang massanya melebihi massa semua bintang gugus tersebut jika digabungkan.

Definition

Medium intracluster adalah gas terionisasi panas yang difus, pada suhu puluhan juta derajat, yang mengisi volume di antara galaksi-galaksi dalam sebuah gugus, memancarkan sinar-X dan merupakan komponen barionik dominan dari gugus tersebut.

Scope

Topik ini mencakup sifat-sifat gas intracluster panas, emisi sinar-X-nya dan diagnostik yang diberikannya, pertanyaan tentang aliran pendinginan di inti gugus dan penekanannya oleh umpan balik, pengayaan kimiawi gas, dan efek Sunyaev-Zeldovich di mana gugus-gugus mencetak jejak pada latar belakang gelombang mikro kosmik.

Core questions

• Bagaimana suhu, kepadatan, dan komposisi gas intracluster?
• Bagaimana emisi sinar-X mendiagnosis keadaan gas?
• Apakah inti gugus mengalami aliran pendinginan, dan apa yang mencegah pendinginan yang tidak terkendali?
• Bagaimana efek Sunyaev-Zeldovich memungkinkan gugus-gugus terdeteksi?

Key theories

Gas panas pemancar sinar-X

Medium intracluster adalah plasma yang dipanaskan oleh potensi gravitasi gugus hingga suhu pemancar sinar-X, emisinya mengungkapkan kepadatan gas, suhu, dan total massa gugus.

Aliran pendinginan dan umpan balik

Inti gugus yang padat seharusnya mendingin dengan cepat dan membentuk bintang, tetapi pengamatan menunjukkan pendinginan yang jauh lebih sedikit dari yang diharapkan, menyiratkan pemanasan, terutama dari inti galaksi aktif pusat, yang mengimbangi kehilangan radiasi.

Efek Sunyaev-Zeldovich

Elektron panas dalam medium intracluster menghamburkan foton latar belakang gelombang mikro kosmik ke energi yang lebih tinggi, menghasilkan distorsi yang mendeteksi gugus secara independen dari jarak.

Clinical relevance

Medium intracluster menampung sebagian besar materi biasa sebuah gugus dan mencatat sejarah pemanasan dan pengayaannya; tanda tangan sinar-X dan Sunyaev-Zeldovich-nya adalah alat utama untuk menemukan gugus dan mengukur massanya untuk kosmologi.

History

Satelit sinar-X pada tahun 1970-an mengungkapkan bahwa gugus-gugus adalah sumber sinar-X yang terang, membentuk medium intracluster panas. Aliran pendinginan yang diharapkan, yang ditinjau oleh Fabian pada tahun 1994, terbukti sebagian besar tidak ada dalam data resolusi tinggi selanjutnya, menunjukkan umpan balik AGN, sementara efek Sunyaev-Zeldovich menjadi teknik penemuan gugus yang ampuh.

Key figures

• Craig Sarazin
• Andrew Fabian
• Rashid Sunyaev
• Yakov Zeldovich

Seminal works

• sarazin1988
• fabian1994
• sunyaev1972

Frequently asked questions

Mengapa gas di antara galaksi dalam sebuah gugus begitu panas?

Saat gas jatuh ke dalam sumur gravitasi yang dalam dari sebuah gugus, ia dikompresi dan dipanaskan oleh guncangan, mencapai puluhan juta derajat. Pada suhu ini, ia terionisasi sepenuhnya dan memancarkan sinar-X.

Apa masalah aliran pendinginan?

Di inti gugus yang padat, gas memancarkan energi cukup cepat sehingga seharusnya mendingin dan membentuk banyak bintang, namun pengamatan menemukan sedikit pendinginan seperti itu. Resolusinya adalah energi yang disuntikkan oleh lubang hitam pusat memanaskan kembali gas, mencegah aliran pendinginan yang diprediksi.