天体物理学

Galaxies集群温度的新测量

沐浴Galaxia集群的气体温度平均为2000万度。它将乘以十亿年的十亿。

肖恩百事可数 对于Science N°520
本文保留用于科学用户
千年大型结构大学

宇宙出生于138亿年以非常密集,非常热的状态。从那时起,它已经被冷却为时空帧扩张。宇宙漫射背景的光子证明了这种温度的进化。这些轻型颗粒在宇宙的诞生后发出了38万年,当今的温度仅为2.7度以上的绝对零。但整个宇宙不遵循这种趋势。特别地,大型结构(Galaxia集群)是温度强烈的区域 增加了数十亿年。 BriceMénard. ,来自巴尔的摩的约翰霍普金斯大学,他的同事使用了Sunyaev-Zeldovich效果来追踪这些大型结构的热历史。

Galaxies的集群起源于原始宇宙中的量子波动。这些微观现象形成了填充所有空间的等离子体中的局部过度。然后,在重力的作用下,这些过度通过吸引黑质和普通物质来增长。这就是宇宙的伟大结构是如何形成的。今天,他们拍摄了长富丝的外观,框架大的相对空的区域。这些长丝的连接形成了星系的簇。

Illustris温度大结构

模拟illustris面向温度的演变 (向上) 和暗物质的密度 (以下) au cours du temps.

©D. Nelson / Illustris Collaboration

这些簇中的气体的积累是一种剧烈的过程,其中普通主题经历震动,以提高其温度,直到10之间的数量级5 和 108 开尔文。要精确地估计该温度,技术在于通过气体云中的电场(或者)分析通过电场通过电场制动发出的X射线(或 Bremsstrahlung )存在于这些地区。该方法的缺点是X射线光谱没有直接连接到气体云温度,并且在其密度上取决于大量。

另一条赛道在理论上预测其存在的两个俄罗斯物理学家的名称中,另一个曲目由孙亚伊夫 - 塞尔多奇效应(Rashid Sunyaev和Iakov Zeldovich)组成。当宇宙漫射底部的光子,非常低的能量时,通过热气云,它们与中间的电子相互作用并获得能量。这个想法是估计这一增益,以回到云的特征,从而在其温度下。

锻炼远未简单。 BriceMénard和他的同事使用了卫星的观察 pl 欧洲航天局和  SDSS. ,Sloan Sky的数值观察程序。首先已经建立了整个天体穹顶上的宇宙漫射背景的非常精确的卡。第二次已经获得了星系分布的详细图像及其电磁谱的分布,以便确定其在宇宙中的距离(知道越多的星系是遥远的,在年轻宇宙中观察到的越多)。

Sunyaev-zel.dovich温度

由于Sunyaev-zeldovich效果,根据测量温度的时间进化。

©y.-k. Chiang等,Astrophysical Journal,Vol。 902,n°56,2020。

研究人员组合了两张观察者的数据(八张牌 pl 和200万条星系谱 SDSS. ),收集近十五年。他们表明,大约有10亿年,群集的平均气温少于20万克尔文,但今天是近200万度。换句话说,Galaxy集群现在比当时的10倍。

这是第一次测量温度变化。 “值得注意的是,标准宇宙模型完全预测了这十个因素 - 其主要工匠,天体物理学家之一 詹姆斯皮布尔斯 ,收到了2019年的诺贝尔奖。该模型还通知我们,大约85%的宇宙群体是由于神秘的暗物质:一种仍然未知的粒子,“BriceMénard说。

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