天文学家在星系团 SPT-CLJ 2031-4037 中观测到强烈的冲击波锋面

Josiah02 · 发表于 2024-7-7 09:04:02

　　利用美国宇航局的钱德拉 X 射线太空船，阿拉巴马大学亨茨维尔分校的天文学家观测到了一个名为 SPT-CLJ 2031-4037 的合并星系团。他们在这个星系团中发现了罕见的强冲击波锋面。这一发现发表在6 月 27 日发表在预印本服务器arXiv上的一篇研究论文中。
　　星系团是由较小子星系团的层次化合并形成的，包含多达数千个受引力束缚的星系。它们是宇宙中已知的最大引力束缚结构，可以作为研究星系演化和宇宙学的绝佳实验室。
　　星系团合并是宇宙大爆炸后能量最高的事件。合并过程中释放的动能中，有一小部分会通过冲击波和湍流消散到星系团内介质中。所谓的冲击波锋面，即 X 射线亮度和温度的急剧不连续性，为天文学家提供了难得的机会来观察和研究此类合并系统及其几何形状。
　　SPT-CLJ 2031-4037（简称 SPT J2031）是一个红移为 0.34 的合并星系团。这是一个巨大的系统，估计质量约为 800 万亿太阳质量，X 射线光度为 1.04 千万亿尔格/秒。
　　由阿拉巴马大学的 Purva Diwanji 领导的天文学家团队在钱德拉 X 射线天文台的帮助下对 SPT J2031 中的冲击波前沿进行了搜索。
　　研究人员在论文中写道：“钱德拉先进 CCD 成像光谱仪 (ACIS) 探测器在非常暗淡 (VFAINT) 模式下对 SPT J2031 进行了总共 256 ks 的观测。 ”
　　此次观测让团队在 SPT J2031 中发现了两个激波锋面——较强的位于西北方向，较弱的位于东南方向（东南边缘）。较强的激波锋面在表面亮度锐利边缘处的密度跃升为 3.16，马赫数为 3.36，而较弱的激波锋面的密度跃升为 1.53，马赫数为 1.36。
　　论文作者强调，这一发现使 SPT J2031 成为马赫数超过 2.0 的罕见合并系统之一。他们指出，钱德拉望远镜只发现过极少数具有如此高马赫数的合并激波锋。
　　研究还发现，SPT J2031 表现出合并几何结构，强冲击波前沿的后冲击电子温度低于瞬时冲击加热模型预测的温度，有利于碰撞平衡模型。这些发现与先前研究的结果一致。

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