De Eerste Bubbel In De Intergalactische Stoofpot

That's one small step for a man, a giant leap for mankind, dat waren de woorden van Neill Armstrong toen hij zijn eerste stap op de maan zette. De ruimte en het universum interesseren ons allemaal, vind hier alles terug over ons zonnestelstel, de NASA, geplande ruimte missies en andere gebeurtenissen die ons allemaal aangaan.
Plaats reactie
Gebruikersavatar
univers
Observer
Berichten: 33354
Lid geworden op: 27 jan 2013, 11:10

De Eerste Bubbel In De Intergalactische Stoofpot

Bericht door univers » 17 mar 2023, 15:57

Maunakea, Hawai'i - Astrofysici die WM Keck Observatory op Maunakea in Hawai'i gebruiken, hebben een protocluster van sterrenstelsels ontdekt in het vroege universum, omringd door gas dat verrassend heet is.

Dit verzengende gas omhelst een regio die bestaat uit een gigantische verzameling sterrenstelsels genaamd COSTCO-I. Waargenomen toen het universum 11 miljard jaar jonger was, dateert COSTCO-I uit een tijd waarin het gas dat het grootste deel van de ruimte buiten de zichtbare sterrenstelsels vulde, het intergalactische medium genaamd, aanzienlijk koeler was. Tijdens dit tijdperk, bekend als 'Cosmic Noon', waren sterrenstelsels in het universum op het hoogtepunt van de vorming van sterren; hun stabiele omgeving was vol met het koude gas dat ze nodig hadden om zich te vormen en te groeien, met temperaturen van rond de 10.000 graden Celsius.

Afbeelding
EEN SUPERCOMPUTERSIMULATIE VAN EEN PROTOCLUSTER VAN EEN MELKWEGSTELSEL VERGELIJKBAAR MET COSTCO-I DIE IS OMGEVEN DOOR HEET GAS (GEEL) DAT KOOKT TE MIDDEN VAN EEN INTERGALACTISCH MEDIUM GEVULD MET VEEL KOELER GAS (BLAUW).
Krediet: de THREE HUNDRED-samenwerking

Daarentegen lijkt de ketel van gas geassocieerd met COSTCO-I zijn tijd ver vooruit, roosterend in een hete, complexe staat; de temperaturen lijken op het huidige intergalactische medium, dat schroeit van 100.000 tot meer dan 10 miljoen graden Celsius, vaak het 'Warm-Hot Intergalactic Medium' (WHIM) genoemd.

Deze ontdekking markeert de eerste keer dat astrofysici een stukje oud gas hebben geïdentificeerd dat kenmerken vertoont van het moderne intergalactische medium; het is verreweg het vroegst bekende deel van het universum dat is opgekookt tot temperaturen van de WHIM van vandaag.

Het onderzoek, dat wordt geleid door een team van het Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU, onderdeel van de Universiteit van Tokio), wordt vandaag gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters.

Afbeelding
Een gesimuleerde visualisatie toont het scenario van grootschalige opwarming rond een protocluster van sterrenstelsels, met behulp van gegevens van supercomputersimulaties. Aangenomen wordt dat dit een vergelijkbaar scenario is als dat waargenomen in de COSTCO-I-protocluster. Het gele gebied in het midden van de afbeelding vertegenwoordigt een enorme, hete gasbol die enkele miljoenen lichtjaren omspant. De blauwe kleur geeft koeler gas aan dat zich in de buitenste delen van de protocluster bevindt en de filamenten die het hete gas met andere structuren verbinden. De witte punten ingebed in de gasdistributie zijn licht dat wordt uitgestraald door sterren. Simulatietegoed: de DRIEHONDERD-samenwerking

Als we het huidige intergalactische medium beschouwen als een gigantische kosmische stoofpot die kookt en schuimt, dan is COSTCO-I waarschijnlijk de eerste luchtbel die astronomen hebben waargenomen, in een tijdperk in het verre verleden toen het grootste deel van de pot stil stond. koud”, zegt Khee-Gan Lee, een assistent-professor aan Kavli IPMU en co-auteur van de paper.

Het team observeerde COSTCO-I toen het universum nog maar een kwart van zijn huidige leeftijd had. De protocluster van sterrenstelsels heeft een totale massa van meer dan 400 biljoen keer de massa van onze zon en omspant enkele miljoenen lichtjaren.

Terwijl astronomen nu regelmatig zulke verre protoclusters van sterrenstelsels ontdekken, ontdekte het team iets vreemds toen ze de ultraviolette spectra die het COSTCO-I-gebied bedekten, controleerden met behulp van de Low Resolution Imaging Spectrometer (LRIS) van Keck Observatory. Normaal gesproken zou de grote massa en grootte van protoclusters van sterrenstelsels een schaduw werpen wanneer ze worden bekeken in de golflengten die specifiek zijn voor neutrale waterstof die geassocieerd is met het protoclustergas.

Op de locatie van COSTCO-I is een dergelijke absorptieschaduw niet gevonden.

"We waren verrast omdat waterstofabsorptie een van de gebruikelijke manieren is om naar protoclusters van sterrenstelsels te zoeken, en andere protoclusters in de buurt van COSTCO-I laten dit absorptiesignaal wel zien", zegt Chenze Dong, een masterstudent aan de Universiteit van Tokio en hoofdauteur van de studie. "Dankzij de gevoelige ultraviolette mogelijkheden van LRIS op de Keck I-telescoop konden we met grote zekerheid waterstofgaskaarten maken, en de handtekening van COSTCO-I was er gewoon niet."

De afwezigheid van neutrale waterstof die de protocluster volgt, impliceert dat het gas in de protocluster moet worden verwarmd tot mogelijk temperaturen van miljoenen graden, ver boven de koele toestand die wordt verwacht voor het intergalactische medium in dat verre tijdperk.

Afbeelding
Deze figuur vergelijkt de waargenomen waterstofabsorptie in de buurt van de COSTCO-I protocluster van sterrenstelsels (bovenste paneel), vergeleken met de verwachte absorptie gezien de aanwezigheid van de protocluster zoals berekend op basis van computersimulaties. Sterke waterstofabsorptie wordt weergegeven in rood, lager terwijl zwakke absorptie wordt weergegeven in blauw, en tussenliggende absorptie wordt aangegeven als groene of gele kleuren. De zwarte stippen in de figuur geven aan waar astronomen sterrenstelsels in dat gebied hebben gedetecteerd. Op de positie van COSTCO-I (met in het midden een ster in beide panelen), ontdekten astronomen dat de waargenomen waterstofabsorptie niet veel verschilt van de gemiddelde waarde van het universum in die tijd. Dit is verrassend omdat men zou verwachten dat in dat gebied een verlengde waterstofabsorptie van miljoenen lichtjaren wordt aangetroffen die overeenkomt met de hoge waargenomen concentratie van sterrenstelsels. Dit cijfer is aangepast van de Dong et al. Artikel uit Astrophysical Journal Letters uit 2023. Krediet: Dong et al.

“De eigenschappen en oorsprong van de WHIM blijft op dit moment een van de grootste vragen in de astrofysica. Door een glimp op te vangen van een van de vroege verwarmingsplaatsen van de WHIM, kunnen we de mechanismen onthullen die ervoor zorgden dat het intergalactische gas kookte tot het huidige schuim, 'zei Lee. "Er zijn een paar mogelijkheden voor hoe dit kan gebeuren, maar het kan zijn dat het gas opwarmt terwijl ze met elkaar botsen tijdens de ineenstorting door de zwaartekracht, of dat gigantische radiojets energie pompen uit superzware zwarte gaten in de protocluster."

Het intergalactische medium dient als het gasreservoir dat grondstoffen naar sterrenstelsels voert. Heet gas gedraagt ​​zich anders dan koud gas, wat bepaalt hoe gemakkelijk ze in sterrenstelsels kunnen stromen om sterren te vormen. Als zodanig stelt het vermogen om de groei van de WHIM in het vroege universum direct te bestuderen astronomen in staat een samenhangend beeld op te bouwen van de vorming van sterrenstelsels en de levenscyclus van het gas dat het voedt.

https://keckobservatory.org/whim/
Een mens is net een open boek, je moet het enkel kunnen lezen.

Plaats reactie