昏睡またはベレニスの髪: 千の銀河の重力のもつれ

かみのけ座銀河団とは何か、そしてなぜそれが例外的な宇宙構造なのか？

かみのけ座銀河団は、球状で中心部が非常に密度の高い銀河団であり、1000個以上の銀河が確認されており、地球から約3億光年の距離にあります。これは重力によって結び付けられた宇宙最大級の構造の一つです。この銀河団は二つの主要な特徴によって際立っています：中心には2つの巨大な楕円銀河（過去の合体の結果と考えられる）があり、また、少なくとも50万光年にわたる、1億度の高温ガスからなる巨大な腕（X線を放出）を持っています。可視質量は総質量のほんの一部であり、大部分は暗黒物質に帰せられます（総質量は約10¹⁵太陽質量）。

銀河団

ザ銀河団私たちの宇宙で観察可能な最大の構造物です。それらは何百もの銀河で構成されており、それぞれの重力によって結合されています。

銀河の間には、銀河自体よりもはるかに多くの物質が存在し、この物質は多かれ少なかれ高温のガスと塵の粒子で構成されています。温度が1億度に達することもある高温ガスはプラズマ、つまり電子が原子核から分離された物質のスープを形成します。この低密度スープには、1立方メートルあたり1000個の粒子が含まれており、荷電粒子、つまりイオンと電子が分離されているだけです。このプラズマは強力な X 線放射体です。

銀河や銀河団内のガスの速度を観測すると、目に見える質量（星やガス）だけでは観測された重力を説明するのに十分ではないことがわかります。したがって、星団の質量の大部分は暗黒物質に起因すると考えられます。

昏睡クラスター

L'昏睡クラスター銀河団です。それは球形で、その中心は非常に密集しており、1000 以上の銀河が確認されています。おとめ座のおとめ座星団とは3億光年離れたところにあります。
コマ銀河団で見られるこれらの巨大な高温ガスの腕は、少なくとも 50 万光年に及びます。この視野からは、昏睡銀河団がどのように成長し、小さな銀河団グループの合併を通じて成長し続けたかを垣間見ることができます。現在、重力によって結合されている宇宙最大の構造物の 1 つです。この合成画像からの光学データには、かみのけ銀河団に属する数百の銀河が示されています。

これらすべての銀河を合わせても、ガス状の宇宙構造全体と比較すると、質量はほとんどありません。それらに含まれる高温ガスの質量はわずか約 6 分の 1 です。さらに、チャンドラデータを使用して処理されたこの画像では、最も明るい X 線放射のみが見られます。実際には、熱いガスが視界を完全に満たします。

研究者らは、これらの巨大な腕はおそらく銀河団が移動する際に失われたガスによって形成されたと考えている。ガスは銀河団の動きによって生じる「風」によって引き裂かれました。銀河の後を追う拡大画像では、高温ガスの雲 (ピンク色) が見えます。

コマは、その中心近くに 1 つではなく 2 つの巨大な楕円銀河が含まれているため、珍しい銀河団です。これら 2 つの巨大な楕円銀河は、おそらく銀河の小さなグループが過去に合体した結果であると考えられています。ほとんどの理論モデルは、コマのようなグループ間の合併は、多数の船の通過によって海面がかき乱されるように、強い乱流を引き起こすと予測しています。昏睡状態の星団を観察すると、これらの長く滑らかな形状の高温ガスの腕が、何度も合体した後でも、比較的穏やかな環境に位置していることがわかります。銀河団内の乱流の量を推定することは困難ですが、天体物理学者は、コマに存在する小さな乱流の原因はおそらく大規模な磁場であると信じています。

かみのけ銀河団内の銀河の力学は、暗黒物質の重力によって支配されています。銀河の速度は秒速数百キロメートルに達することがあり、銀河団の総質量が約10であることを示しています。¹⁵太陽質量。

昏睡状態の星団に関するこれらのデータは、6 日以上の観測期間後に取得されました。チャンドラの観察に関する記事は、2013 年 9 月 20 日にサイエンス誌に掲載されました。この論文の筆頭著者は、ドイツのガルヒングにあるマックス・プランク地球外物理学研究所のジェレミー・サンダース氏です。

FAQ：かみのけ座銀河団に関するすべて

銀河団とは何か、そしてかみのけ座銀河団の特別な点は何か？

銀河団とは、重力によって結び付けられた何百もの銀河を含む宇宙構造です。かみのけ座銀河団は、球状で中心部が非常に密度が高い（1000個以上の銀河が確認されている）点で特別です。中心付近には1つではなく2つの巨大な楕円銀河があり、これは過去の小グループの合体の結果と考えられています。さらに、少なくとも50万光年にわたる巨大な高温ガスの腕（温度約1億度）に囲まれており、これらはX線を放射しています。

かみのけ座銀河団における暗黒物質の役割は何か？

銀河の速度（数百km/s）と銀河団内ガスの観測は、可視質量（星、高温ガス）が観測される重力を説明するには不十分であることを示しています。銀河の可視質量は、高温ガスの質量の約6分の1に過ぎません。したがって、銀河団の質量の大部分は暗黒物質に帰せられます。かみのけ座銀河団の総質量は約10¹⁵太陽質量と推定されており、その大部分は不可視で重力によってのみ相互作用します。

合体を経験しているにもかかわらず、かみのけ座銀河団が驚くほど非乱流的なのはなぜか？

ほとんどの理論モデルは、かみのけ座銀河団のような銀河群の合体は強い乱流を生み出すと予測しています。しかし、かみのけ座銀河団の観測では、その長い高温ガスの腕は滑らかな形状をしており、過去の多くの合体にもかかわらず、むしろ穏やかな環境にあることが示されています。天体物理学者は、大規模な磁場がこの低い乱流レベルの原因であり、銀河団内プラズマの運動を「滑らかに」していると考えています。