Ondas de choque gigantescas observáveis ​​no Universo

Estes choques formam-se onde o campo magnético e o vento de partículas entra em colisão com o gás e a poeira difusa que preenchem o espaço interestelar. A velocidade de movimento do nosso Sol é de 217 km/s, mas sua onda de choque é substancialmente invisível para todos os comprimentos de onda de luz. Por outro lado, o rápido movimento de Kappa Cassiopeiae cria choques que podem ser vistos por os detectores infravermelho de Spitzer. Esta onda de choque que antecede a estrela tem um raio de 4 anos-luz (1 al = 9 460 895 288 762 850 metros).

Imagem: Imagem da onda de choque de Kappa Cassiopeia. O arco vermelho de esta imagem infravermelha feita pelo Spitzer Space Telescope da NASA é uma onda de choque gigante criado pela diferença de velocidade de movimento da estrela Kappa Cassiopeiae (a estrela no centro do arco) em relação com suas vizinhas.

Cerca de 2 400 estrelas de grande massa estão escondidas no centro da Nebulosa da Tarântula (30 Doradus). As estrelas produzem radiação tão intensa que os fortes ventos, soprando fora da materia.
O gás da nebulosa, aquecido a milhões de graus pela radiação estelar ondas de choque, é mostrado em azul na imagem de raios-X tomadas pelo Chandra X-ray Observatory. Esta onda de choque é produzido pelos ventos poderosos e radiação ultravioleta emitida pelas estrelas jovens do cluster. Essas explosões carve na nuvem de poeira, bolhas enormes de gás superaquecido, a partir da matéria fria da nebulosa. Este material frio em laranja, é aqui representada por emissão de infravermelho do Telescópio Espacial Spitzer. RMC 136, é o superaglomerado de estrelas perto do centro da Nebulosa da Tarântula. É conhecida como 30 Doradus.

A Nebulosa de Tarântula está fora da nossa galáxia, a Grande Nuvem de Magalhães, em 170 mil anos luz do sistema solar. No coração desta região de formação estelar, 30 Doradus, é um aglomerados de estrelas gigantescas que contém as mais maiores e as mais massivas e mais quentes conhecido até à data.

Imagem: Imagem da nebulosa Tarântula de raios-X vista em Chandra X-ray telescópio e infravermelho pelo Telescópio Espacial Spitzer.
Crédito de imagem: NASA

A Galáxia da Roda do Carro (também conhecido como o ESO 350-40) é uma galáxia lenticular ou anular localizado a cerca de 500 milhões anos-luz de distância na constelação do Escultor no hemisfério sul. A forma da roda do carro desta galáxia é o resultado de uma violenta colisão galáctica que ocorreu há cerca de 200 milhões de anos. A pequena galáxia passou pelo coração de uma galáxia grande disco, e produziu esta gigantesca onda de choque, que propagou o gás circundante e a poeira da galáxia, assim como as ondulações da água produzida quando uma pedra é jogada em um lago. A galáxia Cartwheel está agora rodeada por um anel azul de 150 000 anos-luz de diâmetro, composto por brilhantes estrelas jovens. Movendo em alta velocidade da onda de choque, um comprimido gás e poeira, que tem fomentado o nascimento de estrelas que se acendem agora, à beira da onda. Na imagem, as regiões de formação estelar são mostrados em azul. O anel exterior da galáxia, é de 1,5 vezes o tamanho da nossa Via Láctea. Ele pode ser visto nesta imagem, a galáxia está de volta como uma galáxia espiral normal, com os braços galácticos que se formam novamente a partir do núcleo central. Esta galáxia foi uma galáxia similar à Via Láctea, antes que sofre a colisão. Este é um objeto celeste da classe mais notáveis de galáxias anel.

A formação de estrelas nos anéis, como o Galaxy Cartwheel, promove a formação de estrelas de grande porte e muito brilhante. Quando estas estrelas de grande massa explodem como uma supernova, ela permanece em seus corações, uma estrela de nêutrons ou um buraco negro. Algumas destas estrelas de nêutrons e buracos negros atraem matéria das estrelas próximas e se tornar uma poderosa fonte de raios-X.
Cartwheel contém um número anormalmente elevado destes buracos negros de fontes raios-X, porque muitas estrelas massivas se formaram no anel da galáxia.
Esta imagem foi produzida com dados do Hubble e ajustados usando o software de código aberto FITS Liberator 3, que foi desenvolvida na ST-ECF.
Uso criterioso dessa ferramenta permitiu as observações originais Hubble, para obter detalhes da galáxia Cartwheel.

N.B.: Imagens do Hubble de muito alta resolução (ESA).

Aglomerados de galáxias não são compostos que de galáxias, eles banham em gás frio de baixa densidade (1000 partículas/m3) e em gás extremamente quente (10 a 100 milhões de graus). A estas temperaturas, o gás é completamente ionizado, é um plasma visível no campo de raios-x. O gás é distribuído muito mais difuso, ele preenche o espaço entre as galáxias e se estende muito além. A massa de gás pertencente à galáxia é muito maior do que a massa da própria galáxia. Se mede-se a dinâmica gravitacional do Universo em grande escala, a massa da matéria comum no universo observável é de apenas 4% da massa total. 23% da massa é da matéria escura e 73% da energia escura. Isto é descrito em um modelo predominantemente aceito, o modelo SCDM (Standard Cold Dark Matter). O que vemos quando observamos a luz de estrelas, galáxias e aglomerados observamos o que é a matéria ordinária.
Mas como podemos ver a matéria escura?
Os aglomerados de galáxias são as maiores estruturas observáveis ​​da matéria. Eles consistem de centenas de galáxias unidas por sua própria atração gravitacional. A matéria ordinária das galáxias é essencialmente o gás porque a massa do gás é muito maior do que a massa total das estrelas. Toda a matéria, a matéria ordinária e matéria escura submete as forças gravitacionais. É na aglomerado da bola que os cosmólogos podia "ver" a matéria escura. O aglomerado da bola ou 1E0657-56 (cluster Bala), observável na constelação de Carina, é o resultado da colisão de dois aglomerados de galáxias que aconteceram há 150 milhões ano. O estudo desta colisão começou em agosto de 2006 e mostrou uma das provas mais fortes da existência de matéria escura.
Quando aglomerados de galáxias colidem, a matéria (estrelas, gás e poeira) é perturbado pelas forças gravitacionais. Realmente objetos pesados, tais como estrelas não colidem, passam ao lado do outro, sem encontrar-se, porque o espaço entre as estrelas é imenso. As estrelas, portanto, não são afetados pela colisão, eles podem ser acelerado ou desacelerado ligeiramente gravitacionalmente, mas não destruído. Por contras, durante a colisão, os gases quentes e frias, que constituem a maior parte da massa bariônica de galáxias, irá interagir entre eles, eles vão mesmo ser fortemente e rapidamente desacelerado. Eles se misturam mais facilmente devido à sua liberdade atômica e seu vínculo muito fraco.