Ein internationales Team von Astronomen hat die Dichte und Temperatur von Röntgenstrahlen emittierendem Gas am Rande eines entfernten Galaxienhaufens kartiert. Die Ergebnisse, die mit dem umlaufenden japanischen Röntgenteleskop Suzaku erhalten wurden, geben die erste vollständige Röntgenansicht eines Galaxienhaufens und geben Aufschluss darüber, wie solche Cluster zusammenkommen.
"Diese Suzaku-Beobachtungen sind aufregend, weil wir endlich sehen können, wie diese Strukturen, die größten gebundenen Objekte im Universum, noch massiver werden", sagte Matt George, der Hauptautor der Studie an der University of California in Berkeley.
Das Team trainierte Suzakus Röntgenteleskope auf dem massiven Galaxienhaufen PKS 0745-191, der 1,3 Milliarden Lichtjahre entfernt im südlichen Sternbild Puppis liegt. Zwischen dem 11. und 14. Mai 2007 hat Suzaku fünf Bilder des Millionen-Grad-Gases aufgenommen, das den Cluster durchdringt.
Die Röntgenbilder des Clusters halfen Astronomen, die Temperatur und Dichte des Gases zu messen. Diese liefern Hinweise auf den Gasdruck und die Gesamtmasse des Clusters. Das heißeste und dichteste Gas liegt in der Nähe des Zentrums des Clusters, während die Gastemperatur und -dichte vom Zentrum weg stetig abnimmt.
Astronomen glauben, dass sich das Gas im inneren Teil eines Galaxienhaufens im Gleichgewicht mit der Schwerkraft des Haufens in einem geordneten „entspannten“ Zustand niedergelassen hat. Aber in den äußeren Regionen, in denen Galaxien zum ersten Mal einen milliardenjährigen Sprung in Richtung des Zentrums des Clusters beginnen, bleibt das Gas in einem ungeordneten Zustand, weil es immer noch nach innen fällt.
"Cluster sind die massereichsten und entspanntesten Objekte im Universum und bilden sich derzeit weiter", sagte Teammitglied Andy Fabian vom Cambridge Institute of Astronomy in Großbritannien.
Zum ersten Mal zeigt diese Studie die Röntgenemission sowie die Gasdichte und -temperatur in der Region, in der das Gas ungeordnet ist und in der sich der Cluster weiter zusammensetzt.
"Es gibt uns die erste vollständige Röntgenansicht eines Galaxienhaufens", sagte Fabian.
In PKS 0745-191 erreicht die Gastemperatur einen Spitzenwert von 91 Millionen ° C (164 Millionen Grad Fahrenheit), etwa 1,1 Millionen Lichtjahre vom Zentrum des Clusters entfernt. Die Temperatur sinkt mit der Entfernung gleichmäßig und sinkt mehr als 5,6 Millionen Lichtjahre vom Zentrum entfernt auf 25 Millionen ° C.
Um die Röntgenemission am Rand des Clusters genau zu messen, sind Detektoren mit außergewöhnlich geringem Hintergrundrauschen erforderlich. Suzaku verfügt über fortschrittliche Röntgendetektoren und befindet sich in einer Umlaufbahn in geringer Höhe in der Nähe des Erdmagnetfelds, wodurch das Observatorium vor energetischen Partikeln der Sonne und darüber hinaus geschützt wird.
"Mit mehr Suzaku-Beobachtungen am Rande anderer Galaxienhaufen erhalten wir ein besseres Bild davon, wie sich diese massiven Strukturen entwickeln", fügte George hinzu.
Suzaku (japanisch für „roter Vogel des Südens“) wurde am 10. Juli 2005 ins Leben gerufen. Das Observatorium wurde am japanischen Institut für Weltraum- und Astronautik (ISAS) entwickelt, das Teil der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) ist. in Zusammenarbeit mit der NASA und anderen japanischen und US-amerikanischen Institutionen.
Die Ergebnisse wurden in der 11. Mai Ausgabe der veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.
Quelle: NASA
