Gromady galaktyk w stanie nierównowagi
W gromadach grawitacja wiąże ze sobą setki tysięcy galaktyk, prowadząc do powstania tak dużych skupisk, że powodują one zaburzenie czasoprzestrzeni. Wedle aktualnej wiedzy, te olbrzymie obiekty astrofizyczne powstają na przestrzeni miliardów lat i powiększają się poprzez akrecję masy z otaczającego je ośrodka międzygalaktycznego (ICM). Naukowcy przypuszczają, że przyrastający gaz rozgrzewa się i spowalnia w potężnych falach uderzeniowych otaczających gromady. Zespół europejskich astrofizyków zidentyfikował sygnaturę tego typu fali wokół jednej z najbogatszych pobliskich gromad, gromady Coma oddalonej o około 100 megaparseków od Ziemi. W ramach projektu NEPAL (Non-equilibrium processes in galaxy clusters) astrofizycy odkryli sygnaturę gromady promieniowania gamma, prowadząc obserwacje z naziemnego obserwatorium VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System). To od dawna potrzebne narzędzie detekcyjne może dostarczyć nowych kosmologicznych informacji na temat ICM. Naukowcy zakładają, że w przeciwieństwie do gazu przyrastającego z ICM, temperatura gazu w rdzeniu gromad galaktyk spada z czasem, powodując przepływ gazu na tyle zimnego, że następuje jego zagęszczenie i formują się nowe gwiazdy. Badaczom z zespołu NEPAL udało się zidentyfikować na podstawie wysokorozdzielczych zdjęć rentgenowskich zimny front wewnątrz rdzenia, a czasem poza nim. Dokładniej mówiąc, przepływ ścinający poniżej zimnych frontów może generować silne pola magnetyczne niezbędne do ustabilizowania pod względem niestabilności Kelvina-Helmholtza. Tego typu pola magnetyczne wywołane przepływem ścinającym w przeszłości odtwarzano w symulacjach komputerowych. Ich istnienie nie zostało jednak dotąd potwierdzone. Wyniki projektu NEPAL rzucają nowe światło na stygnący rdzeń gromad galaktyk, w którym znajdują się stare galaktyki i w obrębie którego rodzi się tak niewiele nowych gwiazd. Dalsze badania poparte obserwacjami na różnych długościach fali pozwoliły na uzyskanie bardziej kompletnego obrazu materii międzygalaktycznej. Rezultaty projektu NEPAL potwierdzają znaczenie dynamicznych procesów dla ewolucji gromad galaktyk. Co ważne, rozszerzone przepływy spiralne są ściśle powiązane z wewnętrzną strukturą gromad. Prace badawcze nadal trwają i mają na celu stworzenie spójnego modelu chłodnych rdzeni gromad w oparciu o nowe narzędzia analityczne i numeryczne.
Słowa kluczowe
Gromady galaktyk, ośrodek międzygalaktyczny, fale uderzeniowe, NEPAL, niestabilności Kelvina-Helmoholtza, symulacje komputerowe
