Esta imagem do Telescópio Espacial Hubble mostra NGC 1275, a galáxia localizada no centro da galáxia Perseus cluster.Os filamentos vermelhos threadlike são compostas de gás frio suspenso por um campo magnético. (Crédito: NASA / ESA / Hubble Heritage (STScI / AURA) Colaboração -ESA/Hubble)Raios-X observações feitas pelo observatório Suzaku fornecer a imagem mais nítida, até à data do tamanho, massa e composição química de um aglomerado de galáxias. O estudo também fornece a primeira evidência direta de que as nuvens de gás milhões de graus são fortemente reuniram nos arredores do pólo.
Suzaku explorado emissão de raios X fraco do gás quente através de dois trechos da galáxia Perseus cluster. As imagens, que registam os raios X com energias entre 700 e 7.000 volts de elétron em uma exposição de três dias, são apresentados em duas faixas de cor falsa. cores mais azuis indicam menos intensa emissão de raios-X.
O círculo tracejado é 11,6 milhões de anos-luz de diâmetro e marca o raio chamados virial, onde o gás frio está entrando agora no cluster. Os círculos vermelhos indicam as fontes de raios-X não associado ao cluster. Detalhe: Uma imagem da região brilhante do cluster central tomadas pelo Chandra X-ray Observatory é mostrado em escala. (Créditos: NASA / ISAS / DSS / A Simionescu et al; inset:... NASA / CXC / A Fabian et al.)
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Suzaku é patrocinado pela Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), com contribuições da NASA e participação da comunidade científica internacional. Os resultados aparecerão na edição de março a 25 da revista Science.
Aglomerados de galáxias são milhões de anos-luz, ea maior parte de sua matéria normal, vem na forma de água quente X-raio-emitindo gás que preenche o espaço entre as galáxias.
"Compreender o conteúdo de matéria normal em aglomerados de galáxias é um elemento chave para usar esses objetos para o estudo da evolução do universo", explicou Adam Mantz, um co-autor do papel na NASA Goddard Space Flight Center em Greenbelt, Maryland
Clusters fornecer controlos independentes sobre os valores cosmológica estabelecida por outros meios, tais como levantamentos de galáxias, estrelas explodindo e radiação cósmica de fundo, que é o brilho remanescente do Big Bang. Os dados do cluster e os demais valores não concordou.
NASA Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) explorou a radiação cósmica de fundo e estabeleceu que os bárions - o que os físicos chamam de matéria normal - são apenas cerca de 4,6 por cento do universo. No entanto, estudos anteriores mostraram que os aglomerados de galáxias pareciam ter bárions menos ainda do que este montante.
Suzaku imagens de gás leve à margem de um aglomerado de galáxias próximas têm permitido aos astrônomos para resolver esta discrepância, pela primeira vez.
O satélite alvo ideal para este estudo foi o Perseus Galaxy Cluster, que fica a cerca de 250 milhões de anos-luz de distância, e nomeado para a constelação em que ele reside. É a mais brilhante fonte de raios X prorrogado para além de nossa própria galáxia, e também o cluster mais brilhantes e mais próximos do que Suzaku tentou gás mapa periféricas.
"Antes de Suzaku, o nosso conhecimento das propriedades deste gás foi limitada ao interior de peças de clusters, onde a emissão de raios-X é mais brilhante, mas deixou uma enorme volume essencialmente inexplorada", disse Aurora Simionescu, investigador principal do estudo na Kavli Instituto de Astrofísica de Partículas e Cosmologia (KIPAC) da Universidade de Stanford.
No final de 2009, Suzaku telescópios de raios-X repetidamente observado o cluster por áreas progressivamente imagem mais a leste e noroeste do centro. Cada conjunto de imagens sondou regiões céu em dois graus - o equivalente a quatro vezes a largura aparente da lua cheia ou cerca de 9 milhões de anos-luz de distância do pólo. Olhando para o conjunto de cerca de três dias, o satélite mapeou raios-X com energias centenas de vezes maior que a da luz visível.
A partir dos dados, os pesquisadores mediram a densidade ea temperatura do gás de raios-X fraco, os quais lhes permitem inferir muitas outras quantidades importantes. Um deles é o raio chamados virial, que essencialmente marca a borda do aglomerado. Com base nesta medição, o cluster é 11,6 milhões de anos-luz de diâmetro e contém mais de 660 trilhões de vezes a massa do sol. Isso é quase mil vezes a massa de nossa galáxia Via Láctea.
Os pesquisadores também determinaram a relação entre a massa do aglomerado de gás com a sua massa total, incluindo a matéria escura - substância misteriosa que compõe cerca de 23 por cento do universo, de acordo com o satélite WMAP. Em virtude de seu enorme tamanho, aglomerados galácticos devem conter uma amostra representativa da matéria cósmica, com normal a matéria escura proporções semelhantes às do WMAP. No entanto, as partes externas do aglomerado Perseus parecia conter bárions demais, ao contrário de estudos anteriores, mas ainda em conflito com o satélite WMAP.
Para resolver o problema, os pesquisadores tiveram para entender a distribuição de gás quente no cluster, dizem os pesquisadores. Nas regiões centrais, o gás é repetidamente chicoteado acima e suavizada pela passagem galáxias. Mas as simulações de computador mostram que o gás fresco infalling na borda cluster tende a formar grumos irregulares.
Não contabilização da aglutinação superestima a densidade do gás. Isto é o que conduziu à aparente desacordo com a fração da matéria normal encontrada na radiação cósmica de fundo.
"A distribuição desses aglomerados eo fato de que eles não são imediatamente destruídos ao entrar no cluster são importantes pistas para a compreensão dos processos físicos que ocorrem nessas regiões ainda não exploradas", disse Steve Allen no KIPAC, o investigador principal do Suzaku observações.
Goddard fornecido telescópios Suzaku X-ray e software de processamento de dados, e continua a operar uma instalação que suporta os astrônomos dos EUA que usam a nave espacial.
Suzaku (japonês para "pássaro vermelho do sul") é o quinto satélite astronômico japonês de raios-X. Foi lançado como Astro-E2 em 10 de julho de 2005, e renomeado em órbita. O observatório foi desenvolvido no Instituto JAXA de Espaço e Ciência Astronáutica, em colaboração com a NASA e outras instituições japonesas e dos EUA.
http://www.nasa.gov/mission_pages/astro-e2/news/perseus-cluster.html
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