Kosmický superurychlovač Abell 3411/3412

Srážející se kupy galaxií Abell 3411 a Abell 3412 (nasa.gov)

Astronomové objevili ohromný kosmický urychlovač částic v oblasti srážejících se kup galaxií Abell 3411 a Abell 3412 v souhvězdí Hydry. Na záznamech rentgenové observatoře Chandra z roku 2006 a dalších dalekohledů v ní našli několik superhmotných černých děr. Erupce z jedné z nich v kombinaci s kolizí dvou galaktických kup může vytvořit ohromný kosmický urychlovač částic. Poprvé dva z nejsilnějších jevů ve Vesmíru se vzájemně propojily v jednom systému.

Na rádiových datech lze pak spatřit záhadné vířící struktury, jejichž původem je právě masivní akcelerace nabitých částic.

Místo srážky kup galaxií Abell 3411 a Abell 3412 na záznamech rentgenové družice Chandra (chandra.harvard.edu)

Situaci přibližuje komentovaný komponovaný snímek, na němž jsou modrou barvou zobrazena data z rentgenové observatoře Chandra. Vidíme na něm rozptýlený zářící plyn o teplotě v řádu mnoha milionů kelvinů, který se nachází uvnitř těchto kup. Nejvýraznějším útvar v podobě komety dokazuje, že pozorujeme skutečně srážející se dvojici kup galaxií. „Hlavu“ komety lze totiž ztotožnit s plynem z jedné kupy, který prochází skrz druhou kupu ve směru šipky.

Šokové vlny ze srážky kup galaxií Abell 3411 a Abell 3412 na záznamech indického radioteleskopu GMRT (chandra.harvard.edu)

Přímým důsledkem srážejících se kup galaxií jsou rázové vlny, jež v rádiovém oboru pozoroval indický radioteleskop GMRT (Giant Metrewave Radio Telescope) a v obrázku jsou vyznačeny růžovou barvou. Rázové vlny známe i z pozemského prostředí, zde se ovšem vyskytují v kosmickém měřítku. Mají původ ve srážce horkého plynu z obou kup galaxií.

Specialitou této srážející se kupy galaxií jsou ovšem tři supermasivní černé díry, usazené v kolidujících kupách.

Horní černá díra dokazuje, že její výtrysk je spojen s velkými víry, viditelnými v rádiové oblasti. Takto lze usoudit i na zdroj tohoto rádiového záření. Rotací černé díry vzniká těsně vinutý magnetický trychtýř se silnou intenzitou magnetického pole, jež urychluje plyn od okolí černé díry, což my pozorujeme jako vysokoenergetický výtrysk, urychlující částice. Ty jsou dále urychleny po styku s rázovými vlnami ze srážky superkup.

Komponovaný a komentovaný snímek srážky dvojice kup galaxií Abell 3411 a Abell 3412 (chandra.harvard.edu)

Výtrysky z dvou dalších černých děr, umístěných v obrázku níže, mají zřejmě na částice podobný urychlující efekt (výtrysky z jedné z černé díry jsou však krátké a nezřetelné). K nim se však rázová vlna, která je ještě více urychlí, teprve blíží.

Optická pozorování místa srážky kup galaxií Abell 3411 a Abell 3412 z dalekohledu Subaru (chandra.harvard.edu)

Hvězdy a galaxie v optické oblasti zachytil japonský dalekohled Subaru na Mauna Kea a jsou zobrazeny v dalších barvách.

Objev byl umožněn zkombinováním rentgenových záznamů z observatoře Chandra s daty z několika dalších dalekohledů. Na pozorování se tedy podílely tyto dalekohledy:

Chandra… detekce v rentgenové oblasti (modrá barva),
GMRT… zachycení rádiových emisí (růžová barva),
Subaru… zachycení většiny optických dat.

Tyto objevy byly prezentovány začátkem ledna 2017 na 229. setkání Americké astronomické společnosti v Grapevinu v Texasu a práce vyšla pod vedením Reinouta van Weerena z Harvardského smithsoniánského centra pro astrofyziku v Nature Astronomy 4. ledna 2017.

Petr Plicka a Petr Valach

Zdroj:
Abell 3411 and 3412: Astronomers Discover Powerful Cosmic Double Whammy (chandra.harvard.edu)