eso1120fi — Tutkimustiedote

Galaktinen kolaritutkimus

22. kesäkuuta 2011

Tiedemiesryhmä on tutkinut galaksijoukkoa Abell 2744, jolla on lempinimi Pandoran joukko. He ovat selvittäneet joukon monimutkaisen ja kiihkeän historian käyttäen teleskooppeja avaruudessa ja maan päällä, mukaanlukien ESO:n VLT-teleskooppi ja Hubblen avaruusteleskooppi. Abell 2744 vaikuttaisi olevan ainakin neljän erillisen galaksijoukon samanaikaisen kasaantumisen seuraus. Tämä monimutkainen törmäys on tuottanut outoja seuraamuksia, joita ei ole koskaan ennen havaittu yhdessä.

Valtavien galaksijoukkojen yhteentörmäysten tuottama sekasorto on informaation aarreaitta tähtitieteilijöille. Tutkimalla yhtä taivaan monimutkaisimmista ja epätavallisimmista yhteentörmäävistä joukoista on kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä koonnut yhteen yli 350 miljoonaa vuotta kestäneen kosmisen törmäyksen tarinan.

Julian Merten, yksi tämän uuden Abell 2744 -joukon tutkimuksen johtavia tiedemiehiä, selittää: "Samoin kuin kolaritutkija kerää kasaan onnettomuuden syyt, voimme me käyttää näistä kosmisista törmäyksistä tehtyjä havaintoja rekonstruoidaksemme satojen miljoonien vuosien aikaisia tapahtumia. Tämä voi paljastaa kuinka maailmankaikkeuden rakenteet muodostuvat ja kuinka erilaiset materian muodot vuorovaikuttavat keskenään törmätessään yhteen."

"Annoimme sille lempinimen Pandoran joukko, koska törmäys on tuonut esiin niin monia erilaisia ja omituisia ilmiöitä. Joitakin näistä ilmiöistä ei ole milloinkaan ennen havaittu," lisää Renato Dupke, ryhmän toinen jäsen.

Joukkoa Abell 2744 on nyt tutkittu yksityiskohtaisemmin kuin koskaan aikaisemmin yhdistäen aineistoa ESO:n VLT-teleskoopilta, japanilaiselta Subaru-teleskoopilta, NASA:n ja ESA:n Hubblen avaruusteleskoopilta ja NASA:n Chandra-röntgenobservatoriolta.

Joukon galaksit ovat selvästi näkyvissä VLT:n ja Hubblen kuvissa. Vaikka galaksit ovat kirkkaita, on niissä alle 5% joukon kokonaismassasta. Loppu on kaasussa (noin 20%), joka on niin kuumaa, että se hohtaa vain röntgenvaloa, ja pimeässä aineessa (noin 75%), joka on täysin näkymätöntä. Ymmärtääkseen mitä törmäyksessä on meneillään joutui tutkimusryhmä kartoittamaan kaikkien kolmen materiatyypin sijainnin Abell 2744:ssä.

Pimeä aine on erityisen vaikeasti käsiteltävää koska se ei säteile, absorboi tai heijasta valoa (siksipä sen nimitys), vaan on vain havaittavissa aiheuttamansa painovoiman vaikutuksista. Paikantaakseen tämän mystisen aineen sijainnin ryhmä käytti hyväkseen painovoimalinssiksi kutsuttua ilmiötä. Tämä tarkoittaa etäisten galaksien valon taipumista sen kulkiessa joukossa vaikuttavan painovoimakentän halki. Seurauksena on sekalainen joukko vääristyneitä kuvia galakseista VLT:n ja Hubblen havainnoissa. Selvittämällä huolellisesti kuinka kuvat ovat vääristyneet on mahdollista kartoittaa melko tarkasti missä piilotteleva massa - ja siten pimeä aine - oikeasti on.

Kuuman kaasun löytäminen galaksijoukosta on puolestaan yksinkertaisempaa koska NASA:n Chandra-röntgenobservatorio näkee sen suoraan. Nämä havainnot eivät ole vain välttämättömiä kaasun sijainnin selvittämiseksi, vaan osoittavat myös millaisilla kulmilla ja nopeuksilla joukon eri osat tulivat yhteen.

Kun tähtitieteilijät tarkastelivat tuloksia, löysivät he monia omituisia piirteitä. "Abell 2744 näyttäisi muodostuneen neljän eri joukon osallistumisesta törmäysten sarjaan noin 350 miljoonan vuoden aikana. Materian eri muotojen monimutkainen ja epätasainen jakautuminen on erittäin epätavallinen ja kiinnostava," sanoo Dan Coe, toinen tutkimuksen johtavista kirjoittajista.

Vaikuttaa siltä, että monimutkainen törmäys on irrottanut osan kuumasta kaasusta ja pimeästä aineesta niin, että ne ovat nyt erillään toisistaan ja näkyvistä galakseista. Pandoran joukossa yhdistyy useita ilmiöitä, joita on tähän mennessä nähty vain yksittäin muissa järjestelmissä.

Joukon ytimen lähellä on "luoti", jossa yhden joukon kaasu törmäsi toisen joukon kaasuun aiheuttaen shokkiaallon. Pimeä aine kulki törmäyksen läpi ilman vaikutuksia [1].

Galaksijoukon toisessa osassa vaikuttaisi olevan galakseja ja pimeää ainetta, mutta ei kuumaa kaasua. Kaasu on luultavasti irtautunut törmäyksessä, jättäen jälkeensä vain heikon vanan.

Vieläkin oudompia piirteitä on joukon ulkolaitamilla. Yhdellä alueella on paljon pimeää ainetta, mutta ei näkyviä galakseja tai kuumaa kaasua. Erillinen, aavemainen kaasumöhkäle on sinkoutunut ulos, mikä kulkee ennemminkin oheisen pimeän aineen edellä kuin seuraa sitä. Tämä hämmentävä järjestys kertoo tähtitieteilijöille jotakin siitä kuinka pimeä aine saattaa käyttäytyä ja kuinka maailmankaikkeuden eri rakenneosaset vuorovaikuttavat toistensa kanssa.

Galaksijoukot ovat kosmoksen suurimpia rakenteita, käsittäen kirjaimellisesti triljoonia tähtiä. Sillä kuinka ne muodostuvat ja kehittyvät toistuvien törmäysten vaikutuksesta on perustavanlaatuisia seuraamuksia ymmärtämyksellemme maailmankaikkeudesta. Pandoran joukosta, kaikkein monimutkaisimmasta ja kiehtovimmasta tähän mennessä löydetystä törmäyksestä, on meneillään uusia tutkimuksia.

Lisähuomiot

[1] Tämä ilmiö on havaittu ennen joissakin galaksijoukkojen törmäyksissä, mukaanlukien alkuperäisessä "Luotijoukossa" 1E 0657-56.

Lisätietoa

Tutkimusryhmään kuuluvat: J. Merten (Institute for Theoretical Astrophysics, Heidelberg, Saksa; INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna, Italia), D. Coe (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA), R. Dupke (University of Michigan, USA; Eureka Scientific, USA; National Observatory, Rio de Janeiro, Brasilia), R. Massey (University of Edinburgh, Skotlanti), A. Zitrin (Tel Aviv University, Israel), E.S. Cypriano (University of Sao Paulo, Brasilia), N. Okabe (Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, Taiwan), B. Frye (University of San Francisco, USA), F. Braglia (University of British Columbia, Kanada), Y. Jimenez-Teja (Instituto de Astrofisica de Andalucia, Granada, Espanja), N. Benitez (Instituto de Astrofisica de Andalucia), T. Broadhurst (University of Basque Country, Espanja), J. Rhodes (Jet Propulsion Laboratory/Caltech, USA), M. Meneghetti (INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna, Italia), L. A. Moustakas (Caltech), L. Sodre Jr. (University of Sao Paulo, Brasilia), J. Krick (Spitzer Science Center/IPAC/Caltech, USA) and J. N. Bregman (University of Michigan).

ESO, Euroopan eteläinen observatorio, on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 15 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, vallankumouksellisen ALMA-teleskoopin eurooppalainen yhteistyökumppani. Parhaillaan ESO suunnittelee 40-metrin kokoluokan optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

Yhteystiedot

Jari Kotilainen
Suomen ESO-keskus
Piikkiö, Finland
Puh.: +358 (0)2 333 8250
Sähköposti: jarkot@utu.fi

Julian Merten
Institute for Theoretical Astrophysics
Heidelberg, Germany
Puh.: +49 6221 54 8987
Sähköposti: jmerten@ita.uni-heidelberg.de

Daniel Coe
Space Telescope Science Institute
Baltimore, USA
Puh.: +1 410 338 4312
Sähköposti: dcoe@stsci.edu

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Sähköposti: rhook@eso.org

Oli Usher
Hubble/ESA
Garching, Germany
Puh.: +49 89 3200 6855
Sähköposti: ousher@eso.org

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso1120.

Tiedotteesta

Tiedote nr.:eso1120fi
Nimi:Abell 2744
Tyyppi:• Early Universe : Galaxy : Grouping : Cluster
Facility:Hubble Space Telescope, Very Large Telescope
Science data:2011MNRAS.417..333M

Kuvat

X-rays, dark matter and galaxies in the cluster Abell 2744
X-rays, dark matter and galaxies in the cluster Abell 2744
Englanniksi
Pandora’s Cluster (VLT view)
Pandora’s Cluster (VLT view)
Englanniksi
Pandora’s Cluster (combined Hubble and VLT view)
Pandora’s Cluster (combined Hubble and VLT view)
Englanniksi
Pandora’s Cluster — Hubble view of Abell 2744
Pandora’s Cluster — Hubble view of Abell 2744
Englanniksi
Wide-field view of Abell 2744
Wide-field view of Abell 2744
Englanniksi

Videot

ESOcast 31: Pandora's Cluster
ESOcast 31: Pandora's Cluster
Englanniksi
Simulation of the merging events in Abell 2744
Simulation of the merging events in Abell 2744
Englanniksi
Zooming in on Pandora’s Cluster
Zooming in on Pandora’s Cluster
Englanniksi
Pan across Abell 2744, Pandora’s Cluster
Pan across Abell 2744, Pandora’s Cluster
Englanniksi

Katso myös