Een internationaal team van astronomen heeft de dichtheid en temperatuur van röntgenstralend gas in de buitenwijken van een verre sterrenstelselcluster in kaart gebracht. De resultaten, verkregen met de Japanse röntgentelescoop Suzaku, geven het eerste volledige röntgenbeeld van een melkwegcluster en geven inzicht in hoe dergelijke clusters samenkomen.
"Deze Suzaku-waarnemingen zijn opwindend omdat we eindelijk kunnen zien hoe deze structuren, de grootste gebonden objecten in het universum, nog massiever worden", zegt Matt George, hoofdauteur van de studie aan de University of California, Berkeley.
Het team trainde Suzaku's röntgentelescopen op de enorme melkwegcluster PKS 0745-191, die 1,3 miljard lichtjaar verwijderd is in het zuidelijke sterrenbeeld Puppis. Tussen 11 en 14 mei 2007 verwierf Suzaku vijf beelden van het miljoen graden gas dat het cluster doordringt.
De röntgenfoto's van het cluster hielpen astronomen om de temperatuur en dichtheid van het gas te meten. Deze geven aanwijzingen over de gasdruk en de totale massa van het cluster. Het heetste, dichtste gas bevindt zich in het midden van het cluster, terwijl de gastemperatuur en -dichtheid gestaag van het centrum afnemen.
Astronomen geloven dat het gas in het binnenste deel van een cluster van sterrenstelsels zich heeft gevestigd in een geordende "ontspannen" toestand in evenwicht met de zwaartekracht van de cluster. Maar in de buitenste regio's, waar sterrenstelsels voor het eerst een miljard jaar durende duik naar het centrum van het cluster beginnen, blijft het gas in een ongeordende toestand omdat het nog steeds naar binnen valt.
"Clusters zijn de meest massieve, ontspannen objecten in het universum en ze blijven zich vormen", zegt teamlid Andy Fabian van het Cambridge Institute of Astronomy in het VK.
Voor het eerst toont deze studie röntgenstraling en gasdichtheid en temperatuur naar het gebied waar het gas is verstoord en waar het cluster zich blijft verzamelen.
"Het geeft ons het eerste volledige röntgenbeeld van een cluster van sterrenstelsels", zegt Fabian.
In PKS 0745-191 piekt de gastemperatuur op 164 miljoen graden Fahrenheit (91 miljoen C), ongeveer 1,1 miljoen lichtjaar van het centrum van het cluster. De temperatuur daalt soepel met de afstand en daalt tot 45 miljoen F (25 miljoen C) meer dan 5,6 miljoen lichtjaar van het centrum.
Om röntgenstraling aan de rand van het cluster nauwkeurig te meten, zijn detectoren met uitzonderlijk weinig achtergrondgeluid nodig. Suzaku heeft geavanceerde röntgendetectoren en bevindt zich in een baan op lage hoogte nabij het magnetische veld van de aarde, dat het observatorium beschermt tegen energetische deeltjes van de zon en daarbuiten.
"Met meer Suzaku-waarnemingen aan de rand van andere clusters van sterrenstelsels, zullen we een beter beeld krijgen van hoe deze enorme structuren evolueren", voegde George eraan toe.
Suzaku (Japans voor "rode vogel van het zuiden") werd gelanceerd op 10 juli 2005. Het observatorium werd ontwikkeld aan het Japanese Institute of Space and Astronautical Science (ISAS), dat deel uitmaakt van het Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), in samenwerking met NASA en andere Japanse en Amerikaanse instellingen.
De resultaten zijn gepubliceerd in de 11 mei editie van de Maandelijkse aankondigingen van de Royal Astronomical Society.
Bron: NASA
