Ondas de choque gigantescas observáveis ​​no Universo

Onda de choque de Kappa Cassiopeia

Esta onda de choque (vermelha na imagem junta) está na nossa galáxia, a Via Láctea. A onda de choque causada pelo deslocamento de uma estrela pode comprimir o gás tênue de espaço. Quando se observa no infravermelho, o ambiente da estrela Kappa Cassiopeia que se move a uma velocidade impressionante, vemos essa pressão exercida na frente da estrela. A conheça de velocidade muito alta do gás propelido pelo o movimento da estrela e do gás tênue da galáxia, cria esse arco fotografado pelo Telescópio Espacial Spitzer. Kappa Cassiopeiae (κ Cas, κ Cassiopeiae) ou HD 2905 para os astrônomos, é uma supergigante azul quente massiva e que se move cerca de 4 milhões km/h em comparação com seus vizinhas, ou 1110 km/s. Este arco de choque em torno de uma estrela revela sua alta velocidade relativa. A passagem da estrela cora a materia circundante com um brilho vermelho. Estas estruturas são, por vezes presentes na frente das mais rápidas e mais massivas estrelas na Via Láctea.

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.

Onde de choc de la Tarentule

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

Onde de choc de la roue de Charrette

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).

Imagem: A imagem aposentada do evento cósmico, mostra a galáxia Cartwheel ou galáxia da Roda do Carro também conhecido como o ESO 350-40. Imagem tirada do telescópio espacial Hubble da NASA / ESA.

Onde de choc de l'amas du Boulet

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.

Isto é o que vemos na imagem composta contra. Esta colisão gigantesca entre dois clusters tem gerado uma energia considerável, talvez a mais poderosa do universo desde Big Bang. É no campo de raios-X qua a observação da colisão traz uma nova iluminação sobre a matéria escura, porque as estrelas, gás e matéria escura se comportam diferentemente durante a colisão. As galáxias de dois aglomerados de galáxias são observadas em luz visível, são as nuvens brancas, os gases quentes dos dois clusters são observadas em raios-X, são as nuvens vermelho, a matéria escura é mostrado em azul.
Mas que vemo-nos exatamente?
Vemos o resultado de uma colisão entre dois clusters. Neste quadro, existem centenas de galáxias agrupados em clusters, mas principalmente, vemos um pequeno aglomerado de galáxias na nuvem azul para à direita e um grande aglomerado de galáxias na nuvem azul à esquerda. Ambos os envelopes gasosos dos dois clusters são na cor vermelha, a pequena mancha vermelha segue o pequena mancha azul ea grande mancha vermelha segue a grande mancha azul. Na realidade, o pequeno aglomerado de galáxias à direita, vem de atravessar o grande aglomerado à esquerda. A gigantesca colisão tem "desgrenhado" os dois aglomerados de seus auréola de gás causando uma onda de choque visível na ponta da pequena mancha vermelha. Esta onda de choque tem fortemente comprimido e portanto aquecido os gases do cluster para chegar a 100 milhões de graus. O aglomerado da bola é um dos grupos mais quentes conhecidos. Em alguns lugares, o telescópio Chandra X-ray Observatory mediu uma velocidade do movimento de gases de 4,500 km / s. Os dois grupos estão agora separados por 3,4 anos-luz ea massa total calculado de acordo com sua velocidade e sua distância, é mais do que a massa da matéria ordinária visível (galáxias observadas em o campo óptico e gás visto em o campo de raio-x). Estes são áreas voluntariamente de cor azul, que mostram a distribuição da matéria escura invisível no cluster. No impacto frontal titânico, a matéria escura se comportou como matéria ordinária, não interagem, ela cruzou a outra matéria escura sem choque, enquanto o gás interestelar tem sido arrebata dos aglomerados. Isto fez com que a onda de choque pode ser visto na nuvem vermelho em forma de bala de gás, à direito. A separação clara de matéria escura e das nuvens de gás é considerado como uma evidência direta da existência de matéria escura.

Imagem: O que vemos em esta imagem composta em cores falsas?
Vemos toda a matéria do aglomerado da bola "bullet cluster". Localizado à 3,4 anos-luz de distância um do outro, os dois aglomerados de galáxias individuais da Bala estão na zona azul e as duas nuvens de gás galácticos são vistos em raios-X, vermelho). As áreas coloridas azuis representam a maior parte da massa de clusters, ou seja, a matéria escura, seis vezes mais maciças do que a matéria ordinária. O aglomerado da Bala é o menor dos dois aglomerados, lo que atravessa outro, de um lado ao outro. A gigantesca colisão tem "desgrenhado" os dois aglomerados de seus auréola de gás causando uma onda de choque visível na ponta da pequena mancha vermelha. Esta onda de choque tem fortemente comprimido e portanto aquecido os gases do cluster para chegar a 100 milhões de graus. Destaca-se como uma bola seguiu seu rastro de gás.
Crédito imagem : X-ray: NASA / CXC / CfA / M.Markevitch et al.; Lensing Map: NASA / STScI; ESO WFI; Magellan / U.Arizona / D.Clowe et al. Optical: NASA / STScI; Magellan / U.Arizona / D.Clowe et al.;