Космічний «Скрипковий ключ»: Як «Чандра» розшифрувала зіткнення галактичних скупчень

Астрономи за допомогою рентгенівського телескопа NASA «Чандра» розгадали таємницю дивовижної структури радіохвиль, яку жартома охрестили «Скрипковим ключем» через її виразну схожість із музичним символом. Дослідники встановили, що ця унікальна форма, найімовірніше, є наслідком вибуху з надмасивної чорної діри, за яким послідувало зіткнення двох галактичних скупчень. Це відкриття допомагає краще зрозуміти динаміку космічних масштабів і процеси, що відбуваються у найкрупніших структурах Всесвіту.

Заплутана картина: чому «Скрипковий ключ» було важко розгледіти

Розшифровка походження «Скрипкового ключа» виявилася складним завданням. Річ у тім, що ця космічна структура розташована майже прямо за площиною нашого Чумацького Шляху. Зірки, газ і пил нашої галактики значною мірою блокують її спостереження з Землі, створюючи своєрідну «завісу». Однак, використовуючи телескопи, здатні «зазирати» крізь ці перешкоди, команда вчених змогла виявити причину виникнення цієї незвичної форми.

За допомогою рентгенівських телескопів NASA «Чандра» та німецького eROSITA (Extended RÖntgen Survey with an Imaging Telescope Array) було виявлено розсіяний гарячий газ у місці розташування «Скрипкового ключа», що підтвердило: ця структура знаходиться у галактичному скупченні. Дослідники також встановили, що насправді це скупчення складається з двох об’єктів, які перебувають у процесі злиття. Галактичні скупчення є одними з найбільших структур у Всесвіті, об’єднуючи сотні галактик та величезні запаси перегрітого газу.

Двостадійна історія космічної взаємодії

Нове композитне зображення «Скрипкового ключа» та його скупчення поєднує дані з різних джерел. Багатомільйонноградусний газ, виявлений «Чандрою» та eROSITA, зображено синім кольором. Частина даних «Чандри» була оброблена спеціальною технікою для підкреслення важливих деталей. Червоним кольором позначено радіодані від LOw Frequency ARray (LOFAR) – великої мережі радіотелескопів у Європі, які відтворюють ту саму форму, що нагадує музичну нотацію. Інфрачервоні дані від United Kingdom Infrared Telescope (UKIRT) додають зображенню білого кольору.

Автори дослідження дійшли висновку, що «Скрипковий ключ» ймовірно утворився у двостадійному процесі:

• Спочатку потужний викид із надмасивної чорної діри в центрі галактичного скупчення викинув хмари заряджених частинок та магнітних полів зі швидкістю, близькою до світлової. Це призвело до своєрідного «космічного крещендо», що спочатку породжувало яскраві радіохвилі, які згодом згасли, втративши енергію.
• Потім зіткнення двох скупчень стиснуло або перезарядило цю хмару, змусивши її знову стати яскравішою у радіодіапазоні. У цьому процесі могли відігравати роль ударні хвилі, подібні до звукових хвиль від надзвукових літаків.

Для виявлення доказів зіткнення скупчень у даних «Чандри» автори застосували спеціальну техніку, яка аналізувала відхилення гарячого газу від симетричної форми. Зазвичай газ у центрі скупчення має овальну, симетричну структуру. Видаливши цю симетричну частину, залишкове рентгенівське випромінювання виявилося найяскравішим по боках і найслабшим у центрі. Це вказує на те, що зіткнення між двома скупченнями, ймовірно, відбулося зліва направо відносно зображення, і саме скупчення рухаються одне від одного.

Варто зазначити, що подібність до скрипкового ключа є прикладом парейдолії – психологічного явища, коли люди бачать знайомі образи у випадкових даних. Наукового зв’язку з музичною нотацією тут немає.

Джерело: NASA