وهذا يبعد حوالي 400 مليون سنة ضوئية عن أبعد العناقيد المعروفة حتى الآن * وحقيقة أن العنقود يحتوي على مجرات ناضجة يعني أن هذه المجرات تشكلت بالقرب من بداية الكون
واكتشف فريق دولي من علماء الفلك من معهد ماكس بلانك لفيزياء الكون خارج الأرض وجامعة طوكيو وجامعة كيوتو العنقود باستخدام تلسكوب سوبارو الأرضي في هاواي وتلسكوب نيوتن الفضائي لمراقبة العنقود عند أطوال موجية مختلفة.
باستخدام كاميرا الأشعة تحت الحمراء متعددة الأجسام ومقياس الطيف (MOIRCS) الموجود على تلسكوب سوبارو، تمكن الفريق من النظر إلى الأطوال الموجية في المنطقة القريبة من الأشعة تحت الحمراء، حيث تكون المجرات أكثر سطوعًا.
"تتمتع أداة MOIRCS بقدرة قوية جدًا على قياس المسافات إلى المجرات. وقال ماسايوكي تاناكا من جامعة طوكيو: "هذا ما جعل ملاحظتنا الصعبة ممكنة". "على الرغم من أننا تمكنا من إثبات وجود عدد قليل فقط من المجرات الضخمة من هذه المسافة، إلا أن هناك أدلة مقنعة على أن العنقود حقيقي، ومتصل بالجاذبية.."
مثل الخريطة الكنتورية، تشير الأسهم الموجودة في الصورة إلى أن المجرات تقع على نفس المسافة، وتركز على كتلة حول مركز الصورة. تشير "خطوط الارتفاع" إلى انبعاث الأشعة السينية من الكتلة. المجرات المؤكدة أنها تبعد 9.6 مليار سنة ضوئية محاطة بدائرة. إن الجمع بين الكشف عن الأشعة السينية ومجموعة المجرات الضخمة يثبت أن هذا العنقود متماسك معًا عن طريق الجاذبية.
تم الحصول على التأكيد على أن المجرات الفردية مرتبطة ببعضها البعض عن طريق الجاذبية من خلال عمليات الرصد في نطاقات أطوال موجية مختلفة تمامًا. ترتفع درجة حرارة المواد الموجودة بين المجرات الموجودة في الكتلة إلى درجات حرارة قصوى وتصدر ضوءًا بأطوال موجية أقصر من تلك الموجودة في الضوء المرئي. لذلك استخدم الفريق تلسكوب XMM-Niton الفضائي للبحث عن إشعاع الأشعة السينية هذا.
وقال ألكسيس بينهاجينوف من مركز ماكس: "على الرغم من الصعوبات في جمع الفوتونات في منطقة الأشعة السينية باستخدام تلسكوب صغير وفعال بحجم تلسكوب الفناء الخلفي (أي نيوتن)، فقد لاحظنا علامة واضحة للغاز الساخن في العنقود". معهد بلانك للفيزياء خارج كوكب الأرض.
"أدى الجمع بين هذه الملاحظات الرائدة بأطوال موجية مختلفة إلى اكتشاف مجموعة المجرات التي تبعد 9.6 مليار سنة ضوئية - أي حوالي 400 مليون سنة ضوئية تعود بالزمن إلى أبعد مجموعة مجرات معروفة حتى الآن.
يُظهر تحليل البيانات التي تم جمعها عن المجرات الفردية أن العنقود يحتوي بالفعل على الكثير من المجرات الضخمة الناضجة التي تشكلت قبل حوالي ملياري سنة. وبما أن عملية شيخوخة المجرات بطيئة، فإن وجود هذه المجرات يتطلب أن يتشكل العنقود من خلال اندماج مجموعات كبيرة من المجرات، والتي تهيمن على كل منها مجرة مهيمنة. ولذلك فإن العنقود هو مختبر مثالي لدراسة تطور المجرات، عندما كان الكون حوالي ثلث عمره الحالي فقط.
نظرًا لأن مجموعات المجرات البعيدة مهمة لتتبع الهياكل واسعة النطاق وتغيرات الكثافة البدائية في الكون، فإن الملاحظات المماثلة المستقبلية يمكن أن توفر معلومات مهمة إضافية لعلماء الكون. تُظهر النتيجة التي تم تحقيقها حتى الآن أن المرافق الموجودة في النطاق القريب من الأشعة تحت الحمراء قادرة على توفير تحليلات دقيقة لمجموعات المجرات البعيدة وأن الجمع مع البيانات الموجودة في النطاق X يعد أداة جديدة وقوية. ولذلك، سيواصل أعضاء الفريق البحث عن عناقيد مجرية أبعد.
تعليقات 11
إضافة مهمة
الحقيقة هي أنه خطر ببالي أن أذكر شيئًا عنها ولا أعرف لماذا لم أفعل ذلك.
لاحظ أنه من ناحية أخرى، سيكون من الصعب التبريد في الفضاء لأن معظم تبريدنا في الهواء يعتمد على التبريد عن طريق التوصيل الحراري وليس عن طريق الإشعاع - وهذه بالمناسبة مشكلة كبيرة في التصميم من الأشياء التي يجب أن تبقى في الفضاء.
أ. بن نير، تسفي:
اعتقدت أن هناك مجالًا لمزيد من التوضيح لشيء يبدو لي أنه السبب الجذري لسؤال أ. بن نير.
وآمل ألا أكون مخطئا في وصف الوضع.
فمن المعروف أن الفضاء بين النجوم، وبالتأكيد الفضاء بين المجرات، بارد جدًا وليس حارًا.
وما يزعج أ. بن نير، في رأيي، هو التناقض الظاهري بين درجة حرارة الغاز وما يعرف بدرجة الحرارة السائدة هناك فعلا.
قد يكون منزعجًا أيضًا من السؤال عن كيفية عدم تسخين مثل هذا الغاز الساخن بين النجوم، على سبيل المثال، الأرض.
الإجابة هي أن هناك شيئًا مضللًا في فهم الناس اليومي لمفهوم درجة حرارة الغاز (أو مجموعة من الجسيمات).
درجة حرارة الغاز هي في الأساس متوسط الطاقة الحركية للجزيئات التي يتكون منها.
درجة الحرارة هذه لا تخون بالضرورة قدرتها على "تسخين الأشياء" وذلك لأن "القدرة على التسخين" هي أيضًا دالة على كمية الجزيئات وليس فقط على سرعتها.
وبعبارة أخرى - يمكن للغاز بين النجوم أن يسبب تطور السرطان لدى الشخص الذي يتعرض له - ولكن ليس الشعور بالحرارة.
من السهل فهم عدم وجود علاقة بين درجة الحرارة وعدد الجزيئات من خلال النظرية الحركية للغازات
http://en.wikipedia.org/wiki/Kinetic_theory
ولكنه يظهر أيضًا في العلاقة البسيطة والمألوفة بين ضغط ودرجة حرارة الغاز المثالي
http://en.wikipedia.org/wiki/Ideal_gas_law
ملاحظة، أ. بن نير، أنه في الصيغة أعلاه يوجد N فقط على جانب T.
وتشير هذه الحقيقة إلى أن مفهوم الضغط يشمل عدد الجزيئات، في حين أن مفهوم درجة الحرارة لا يشمل هذا العدد، ولذلك يجب إضافة هذا العامل إلى جانب المعادلة حيث يظهر T.
شكرا لمايكل على الرابط
لذلك من أجل تحسين:
المادة بين النجوم بما فيها المادة بين المجرات تكون في درجة حرارة ملايين الدرجات (بين 5^10 و 7^10 كما هو مذكور في الرابط) وذلك للأسباب المذكورة في (2) - في الحرارة ليست في حالة الحالة الذرية أو الجزيئية ولكنها موجودة على شكل بلازما. والفوتونات التي يتميز بها هذا الوسط هي عبارة عن طيف جسم أسود عند درجة حرارة حوالي 3 درجات كلفن ينشأ من إشعاع الخلفية الكونية. الكون ليس في حالة توازن حراري (سأشرح المفهوم في نهاية المراسلات) لأنه من الصعب جدًا أن تبرد المادة الذرية.
التوازن الحراري هو شرط لوجود نظام في حالة مستقرة (إذا لم يكن الكون في هذه الحالة، فإن الأوقات للوصول إلى الحالة المستقرة تكون أطول بكثير من عمر الكون - أو المقاييس الزمنية المميزة لتغيره) - بشكل عام، ما يقوله هو أنه عندما يتفاعل جسم ساخن مع جسم بارد - فإن درجة الحرارة سوف تتساوى
أ. بن نير، تسفي:
على الرغم من أنه مذكور هناك أيضًا، إلا أن هنا قسمًا يناقش الموضوع مباشرة
http://en.wikipedia.org/wiki/Intergalactic_medium#Intergalactic
لقد قرأت المقالة التي ذكرتها على الويكي، ولسوء الحظ لم أتصفحها إلا بسبب ضغط الوقت الآن. يبدو
بالنسبة لي لأن المقالة هناك تركز على المادة الداخلية المجرية:
"... الوسط بين النجمي (أو ISM) هو الغاز والغبار الذي ينتشر في الفضاء بين النجوم: المادة الموجودة بين الأنظمة النجمية داخل المجرة. يملأ
بينما يشير المقال هنا (والردود حتى الآن) إلى المادة الموجودة وسط المجرات التي يتكون منها العنقود.
أ. بن نير وتسفي:
http://en.wikipedia.org/wiki/Interstellar_medium
1. أما المادة المظلمة، فلاحظ أنها مادة لا تتفاعل مع القوة الكهرومغناطيسية، وبالتالي لا تشع ولا تسخن نتيجة للإشعاع، وبالتالي فإن الحديث عنها ليس محله الآن.
2. درجة حرارة 3 درجات كلفن هي درجة حرارة إشعاع الخلفية الكونية. على حد علمي، هذه ليست درجة حرارة المادة بين النجوم داخل المجرة والتي (مع النجوم) هي الجزء الأكبر من المادة في الكون (المادة الباريونية). أعلم أن معظم المادة في الكون هي في حالة بلازما، لذلك فمن الغريب بالنسبة لي أن تكون عند درجة حرارة 3 درجات - لاحظ أيضًا أنه لكي تكون المادة على هذه الدرجة المنخفضة من الحرارة، يجب أن تكون لا يمتص أي شيء سوى إشعاع الخلفية الكونية وهذا يبدو غريبا بالنسبة لي (لأنه سيمتص دائما ضوء النجوم).
باختصار - لا أعرف كيف أؤكد أو أنفي كلامك كاملاً - ليس لدي أدنى شك في أن هناك أجزاء منها صحيحة، ولكنني لست متأكداً من صحتها تماماً. إذا كان أي شخص يعرف المزيد، أود أيضا أن أعرف.
عزيزي
و]. إجابتك في الواقع مفاجئة للغاية.
أفهم أن ارتفاع درجة حرارة الوسط بين المجرات في العنقود سببه المادة
من المحتمل أن يكون الجزيء الموجود فيه هو ذرات الهيدروجين بشكل أساسي.
ب]. منذ حوالي ثلاثة أشهر، استمعت إلى محاضرة بريويل ريفالي في نادي هاست التابع لإدارة النقل التابعة للأمم المتحدة.
وتناولت هذه المحاضرة أيضاً العناقيد المجرية. وملخص تلك المحاضرة هو كما يلي:
1. حوالي 80% من المادة الباريونية للعنقود هي مادة "مظلمة" بين المجرات المضيئة.
2. يبلغ متوسط درجة حرارة المادة في الوسط المجري حوالي 3 درجات كلفن !!!
3. تتفاعل المادة بين المجرات مع إشعاع الخلفية الكونية. الإشعاع المنبعث
ونتيجة لهذا التفاعل تصل درجة حرارته إلى حوالي 2,7 درجة كلفن. في الواقع باستخدام
يتم قياس هذا الإشعاع عن طريق وزن كتلة الكتلة بين المجرات.
ثالث]. السؤال الذي يطرح نفسه هو ما الفرق إذن بين التجمعات "الباردة" والمجموعات "الدافئة".
هل الأمر يتعلق بعمر المجموعة؟ وربما عوامل إضافية أخرى؟
وأتساءل كيف تبدو اليوم بعد 9.6 مليار سنة
و. بن نير،
الصياغة غامضة حقًا، بقدر ما أفهم أن هاتين الجملتين مختلفتان تمامًا والفكرة هي كما يلي:
1. المجرات مقيدة بالجاذبية – وهذا عادة ما يعرف بمعرفة المسافات بينها وسرعاتها:
ومعرفة المسافة تأتي من أنك إذا عرفت المسافة منهم إليك -عادةً بناءً على الانزياح الأحمر- والمسافة الزاوية بينهما، فلا مشكلة في معرفة المسافات بينهما. وعادةً ما يتم معرفة سرعاتها بناءً على تأثير دوبلر.
باستخدام هاتين البيانتين (المسافة والسرعة) يمكنك حساب ما إذا كانت طاقة الجاذبية الإجمالية إيجابية أم سلبية - إذا كانت سلبية فهي مرتبطة بالجاذبية (هذا هو التعريف).
2. لغرض كل هذه القياسات (دوبلر، الحجم الزاوي، وما إلى ذلك) كان عليهم استخدام أجهزة استشعار الإشعاع في النطاق x لأن الضوء ينبعث في الغالب من غاز ساخن جدًا (غاز عند درجة حرارة ملايين الدرجات كلفن ينبعث منه) في نطاق الأشعة السينية).
الإجابة على سؤالك، كيف يسخن الغاز إلى درجات الحرارة المرتفعة هذه، معقدة بعض الشيء -
بشكل عام، تبرد الكتل الكبيرة من المادة بسهولة نسبية عن طريق انبعاث الإشعاع، ومن ناحية أخرى، تجد الكتل الصغيرة من المادة صعوبة في القيام بذلك (بعبارات تقريبية للغاية، يمكن القول أن كتلة من المادة تواجه صعوبة في إصدار الضوء عندها). أطوال موجية أصغر من حجمها) - وهذا يجعل من الصعب على الغبار أن يبرد، وبالتالي يتم تحديد نقطة توازنه عند درجة حرارة أعلى.
في حالة المادة الموجودة في الوسط النجمي، فهي عادة مادة جزيئية حقيقية وبالتالي فإن درجة حرارتها المميزة تبلغ ملايين الدرجات. بالمناسبة، هذه هي درجة حرارة هالة الشمس في نظامنا الشمسي لنفس السبب بالضبط (وبالتالي يتبين أن الغاز الموجود في هالة الشمس أكثر سخونة بثلاث مرات من سطح الشمس).
ممكن أحد يشرح الجملة :
"... تم الحصول على التأكيد على أن المجرات الفردية مرتبطة ببعضها البعض عن طريق الجاذبية من خلال عمليات الرصد في نطاقات أطوال موجية مختلفة تمامًا. ترتفع درجة حرارة المادة الموجودة بين المجرات الموجودة في العنقود إلى درجات حرارة قصوى وتصدر ضوءًا بأطوال موجية أقصر من تلك الموجودة في الضوء المرئي. لذلك استخدم الفريق التلسكوب الفضائي XMM-Niton للبحث عن هذا الإشعاع في النطاق X…”
و]. ما الذي يسبب ارتفاع درجة حرارة المادة بين المجرات إلى درجات حرارة قصوى؟
ب]. لماذا يشير هذا إلى اتصال المجرات من خلال الجاذبية؟