Galaxishalmazok heves összeütközése

Két galaxishalmaz ütközésétől keletkezett hatalmas buborékot figyeltek meg bolygónktól 600 millió fényévnyire. Az ilyen heves intergalaktikus ütközések hozhatják létre az ún. ultranagy-energiájú kozmikus sugarakat.

Az Abell 3376 egy Földünktől mintegy 600 millió fényévre lévő galaxishalmaz. Joydeep Bagchi (Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics, Pune) és kollégái a VLA rádióteleszkóp-rendszerrel tanulmányozták a távoli objektumot. A megfigyelés során két hatalmas ívet azonosítottak a halmaz körül, amelyek egy kb. 6 millió fényév átmérőjű rádiósugárzó gyűrűt formálnak. A képződményt a benne lévő mágneses erővonalak körül spirálozó elektronok sugárzása teszi láthatóvá.

A kutatók a VLA mellett az ESA XMM-Newton röntgenteleszkópját is felhasználták, amellyel a nagyenergiájú röntgensugarak forrásait tanulmányozták a halmazban. A megfigyelés és az így készített számítógépes szimuláció arra utal, hogy a halmazban a közelmúltban nagy energiákat felszabadító jelenség történt. Erre a legvalószínűbb jelölt két kisebb halmaz ütközése, amelyek összeolvadása alakította ki az Abell 3376 ma megfigyelhető formáját.

Az összeolvadás során a becslések alapján nagyságrendileg annyi energia szabadult fel, mint amennyit a Napunk kibocsátana, ha kb. 20 szextillió évig sugározna (a 2-es után 22 nullát jelent ez a szám). A két galaxishalmaz ütközése során szuperszónikus lökéshullámok képződtek, és ezek indították el a környező gázanyagban a lökéshullámokat, amelyek a kiterjedt gyűrűként figyelhetők meg. A táguló gyűrűben, pontosabban a buborék alakú térrész falában összenyomódott az anyag, és az itt mozgó elektronok adják le a fent említett sugárzást.

A galaxishalmaz rádió- és optikai tartományban készült felvételei egymásra vetítve. A fent említett elektronoktól eredő rádiósugárzást a vörös, a csillagok optikai sugárzását a kék szín jelzi (Joydeep Bagchi, IUCAA, NRAO/AUI/NSF)

Az ilyen heves intergalaktikus ütközések hozhatják létre az ún. ultranagy-energiájú kozmikus sugarakat. Utóbbiak gyorsan, akár közel fénysebességgel száguldó atommagokat tartalmaznak, amelyek energiája a 10¹⁸ és 10²⁰ keV közötti tartományba esik. Az ilyen részecskék energiája kb. 100 milliószor nagyobb, mint amekkorát a mai legjobb részecskegyorsítókban elérhetünk egy-egy atommagnál. Ha az ilyen intergalaktikus ütközések, valamint az ekkor kialakuló lökéshullámok általánosak a Világegyetemben, az sok nagynergiájú kozmikus sugárzás eredetét megmagyarázza. A megfigyelés emellett közvetett információkat ad az intergalaktikus térben előforduló mágneses erővonalakról is.

Kereszturi Ákos