A szerencsétlen véget ért új japán röntgencsillagászati műholddal a Perseus-halmaz forró galaxisközi gázanyagát vizsgálták, mielőtt az űreszköz tönkrement volna. Fontos eredményt kaptak.
Mint emlékezetes, a japán Hitomi (Astro-H) idén február közepén állt pályára. Alig több mint egy hónappal később fatális hibák sorozata vezetett a tönkremeneteléhez. Pedig a röntgencsillagászok nagyon sokat vártak az űreszköztől, amelynek megépítésében nemzetközi partnerek is jelentős részt vállaltak. Az egyik ígéretes fedélzeti műszer a lágy röntgentartományban (kb. 10 keV alatti energiatartományban) érzékeny, amerikai vezetéssel készített spektrométer (Soft X-ray Spectrometer, SXS) volt. A startot követően, a fedélzeti műszerek beüzemelése során többek közt a Perseus-galaxishamaz irányába állították a röntgentávcsövet. A halmaz vizsgálata volt az új japán űrtávcső előzetesen kitűzött egyik fontos célja, ezért a kutatók biztosra akartak menni: még a Hitomi működésének kalibrációs időszakában összesen két és fél napnyi megfigyelést végeztek a célpontra. A választás sikeres és szerencsés volt. A Hitomi első – és mint utóbb kiderült, sajnos egyben az utolsó – nagy felfedezésről beszámoló publikáció nem is akárhol, a legtekintélyesebb tudományos folyóiratok egyikében, a Nature-ben jelent meg a héten.
A Perseus-halmaz galaxisai közötti teret igen ritka, több tízmillió fokos hőmérsékletű, ezért a röntgentartományban sugárzó gáz tölti ki. A forró galaxisközi gáz térbeli eloszlását, nyomását korábban az amerikai Chandra és az európai XMM-Newton röntgencsillagászati űrobszervatóriumokkal feltérképezték. A Hitomi spektrométere most arra adott lehetőséget, hogy a gáz turbulens mozgását, sebességeloszlását is felmérjék, egyes röntgenszínképvonalak eltolódásának megmérésével. Az ilyen mérésekből lehet következtetni magának a galaxishalmaznak a tömegére, ami nem csak a látható (vagyis elektromágneses sugárzása alapján megfigyelhető), de a túlnyomó többségét alkotó ún. sötét anyagból adódik össze. Az eredmények fontosak általában a galaxishalmazok keletkezésének és „működésének” a megértéshez.
A háttérben a tőlünk 250 millió fényévre levő Perseus-halmaz forró galaxisközi gázának eloszlása a röntgentartományban megfigyelve, a Chandra képén. A Hitomi SXS műszere segítségével most először sikerült feltérképezni a gáz látóirányú sebességének eloszlását is a halmaz jelentős részére kiterjedően. Az ábrán a téglalapokban a piros a távolodó, a kék szín a közeledő mozgást jelöli, a sebességek a színskáláról olvashatók le. A felmért terület kiterjedése mindkét irányban közel 200 ezer fényév. (Kép: NASA Goddard / NASA / CXC / SAO / E. Bulbul et al.)
A Hitomi röntgenspektrométere – bár az adatok kalibrációja értelemszerűen még nem volt tökéletes – legfeljebb kb. 160 km/s sebességű mozgásokat mutatott ki a halmaz közepe táján a galaxisközi gázban. Ez a sebesség a várakozásokkal ellentétben – legalábbis csillagászati értelemben – meglepően alacsony, ami azt is jelenti, hogy még sok minden tanulni való van a galaxishalmazokról. A halmaz közepén egy nagy elliptikus galaxis (jele NGC 1275, a rádiókatalógusokban: Perseus A) található. A közepén levő szupernagy tömegű fekete lyuk közeléből két átellenes irányban kiinduló erőteljes plazmakifúvások (jetek) jóval túlnyúlnak a galaxis határain, és jelentős hatással vannak a környező galaxisközi gázra is. A kölcsönhatások lökéshullámokat indítanak a gázban, üregeket formálnak benne. A jelek szerint azonban a galaxisközi anyagban valamilyen fizikai folyamat gyorsan és hatékonyan elnyeli a jetből származó energia számottevő részét – feltehetően kifelé terjedő hanghullámok keletkeznek. Így fordulhat elő, hogy a központi galaxis környéke jóval „nyugalmasabb”, a mért sebességek kisebbek a vártnál.
A Hitomi három évesre tervezett tudományos programjában természetesen más galaxishalmazok vizsgálata is szerepelt. Meglehet, hogy a műhold még így is egy új fejezet kezdetét jelenti majd a röntgencsillagászatban, a galaxishalmazok kutatásában. A következő nagy új röntgen-űrobszervatórium, az Európai Űrügynökség (ESA) által készített Athena csak 2028-ban indul... Kapcsolódó cikkek: Kapcsolódó linkek:
Úton a japán röntgencsillagászati műhold
Hitomi: megszakadt a kapcsolat
Hitomi: ez történhetett
MEGFEJTÉS: A fekete Tadzs Mahal
Az állandó összetételű Univerzum
A Hitomi felfedezése – még mielőtt tönkrement volna (Spaceflight Now)
A Csurjumov–Geraszimenko-üstökös magja valaha minden bizonnyal kettészakadt, majd a darabok összeolvadtak. Úgy tűnik, más üstökösök is így viselkedhetnek.
