Varför galaxhopar inte kyls ner – XRISM:s upptäckt

Galaxhopar, som är universums största gravitationellt bundna strukturer, borde enligt teorin kylas av över tid eftersom deras heta gaser ständigt avger energi i form av kraftig röntgenstrålning. Denna process, kallad radiativ kylning, borde leda till att gasen kondenserar och bildar nya stjärnor i hoparnas centrum. Men observationer visar att galaxhoparnas gas förblir oväntat varm och att stjärnbildningen är mycket lägre än förväntat – ett mysterium känt som ”cooling flow-problemet”2 5.

XRISM:s genombrott

Med hjälp av den nya rymdteleskopet XRISM har forskare nu fått avgörande ledtrådar till varför galaxhopar inte kyls ner som väntat. Genom att studera Centaurus-hopen kunde XRISM:s högupplösta röntgenspektroskopi mäta rörelserna hos den heta gasen i hopens kärna med stor precision3 4 5.

Resultaten visar att gasen i hopens centrum inte är stilla, utan rör sig i stor skala – den ”skvalpar” (eng. sloshing) fram och tillbaka till följd av tidigare kollisioner och sammanslagningar mellan galaxhopar. Dessa rörelser förhindrar att gasen kyls ner och kondenserar till nya stjärnor. Dessutom observerades turbulent omrörning, vilket ytterligare omfördelar värmen och håller temperaturen uppe4 5.

Andra värmande mekanismer

Tidigare har forskare misstänkt att de supermassiva svarta hålen i hoparnas centrum, genom sina kraftfulla jetstrålar, kan värma upp gasen och motverka avkylning. Men XRISM:s data visar att även i hopar där det centrala svarta hålet är relativt inaktivt, är stjärnbildningen ändå låg. Det tyder på att det framför allt är de stora rörelserna och turbulensen i gasen – orsakade av hoparnas våldsamma historia – som är den avgörande faktorn för att hålla gasen varm5 6.

Sammanfattning

Galaxhopars gas borde kylas av genom röntgenstrålning, men gör det inte i praktiken.
XRISM har visat att stora rörelser och turbulens i hoparnas kärnor, ofta orsakade av tidigare kollisioner, håller gasen varm och förhindrar effektiv stjärnbildning.
Svarta hål bidrar också, men den storskaliga ”skvalpningen” av gasen är den dominerande mekanismen3 4 5.

Denna upptäckt löser ett av astrofysikens långvariga mysterier och ger ny förståelse för hur galaxhopar och universums största strukturer utvecklas.

Citations:

Answer from Perplexity: pplx.ai/share

Related Stories

NASA planerar att bygga ett gigantiskt radioteleskop på månens baksida

James Webb-teleskopet upptäcker den mest avlägsna galaxen hittills: MoM-z14

Färgade bilder av svarta hål – en ny era i astronomin