Cluster di galassie visti da XMM-Newton. clicca per ingrandire
I cluster di galassie sono gli oggetti più grandi dell'Universo. L'osservatorio XMM-Newton dell'ESA ha recentemente osservato due ammassi di galassie che consentono agli astronomi di apprendere che questi ammassi hanno quantità più elevate di supernovae di tipo 1a - che esplodono stelle bianche nane - rispetto alla nostra galassia.
Osservazioni profonde di due ammassi di raggi X di galassie con raggi X con il satellite XMM-Newton dell'ESA hanno permesso a un gruppo di astronomi internazionali di misurare la loro composizione chimica con una precisione senza precedenti. Conoscere la composizione chimica degli ammassi di galassie è di cruciale importanza per comprendere l'origine degli elementi chimici nell'universo.
I cluster, o conglomerati, di galassie sono gli oggetti più grandi dell'Universo. Osservandoli attraverso i telescopi ottici è possibile vedere centinaia o addirittura migliaia di galassie che occupano un volume di alcuni milioni di anni luce. Tuttavia, tali telescopi rivelano solo la punta dell'iceberg. In effetti la maggior parte degli atomi negli ammassi di galassie sono sotto forma di gas caldo che emette radiazioni a raggi X, con la massa del gas caldo cinque volte più grande della massa nelle galassie del cluster stesso.
La maggior parte degli elementi chimici prodotti nelle stelle degli ammassi di galassie - espulsi nello spazio circostante da esplosioni di supernova e da venti stellari - diventano parte del gas caldo che emette raggi X. Gli astronomi dividono le supernove in due tipi di base: "collasso del nucleo" e "supernove di tipo Ia". Le supernovae del "collasso del nucleo" hanno origine quando una stella alla fine della sua vita collassa in una stella di neutroni o in un buco nero. Queste supernove producono molto ossigeno, neon e magnesio. Le supernovae di tipo Ia esplodono quando una stella nana bianca che consuma materia da una stella compagna diventa troppo massiccia e si disintegra completamente. Questo tipo produce molto ferro e nichel.
Rispettivamente nel novembre 2002 e nell'agosto 2003, e per un giorno e mezzo ogni volta, XMM-Newton ha fatto osservazioni profonde sui due ammassi di galassie chiamati "Sersic 159-03" e "2A 0335 + 096". Grazie a questi dati gli astronomi hanno potuto determinare l'abbondanza di nove elementi chimici nei cluster "plasma" ?? bf? un gas contenente particelle cariche come ioni ed elettroni.
Questi elementi includono ossigeno, ferro, neon, magnesio, silicio, argon, calcio, nichel e - rilevati per la prima volta in assoluto in un ammasso di galassie - cromo. "Confrontando le abbondanze degli elementi rilevati con le rese delle supernove calcolate teoricamente, abbiamo scoperto che circa il 30 percento delle supernovae in questi ammassi stava esplodendo nane bianche (" Tipo Ia ") e il resto stava facendo crollare le stelle alla fine della loro vita ('core collapse') ", ha dichiarato Norbert Werner, dell'Istituto olandese SRON per la ricerca spaziale (Utrecht, Paesi Bassi) e uno dei principali autori di questi risultati.
"Questo numero è compreso tra il valore trovato per la nostra galassia (dove le supernovae di tipo Ia rappresentano circa il 13 percento della" popolazione "di supernovae) e la frequenza attuale degli eventi di supernovae, come determinato dal progetto Lerno Observatory Supernova Search (secondo il quale circa Il 42 percento di tutte le supernovae osservate sono di tipo Ia) ”, ha continuato.
Gli astronomi hanno anche scoperto che tutti i modelli di supernova prevedono una quantità di calcio molto inferiore a quella osservata nei cluster e che l'abbondanza di nichel osservata non può essere riprodotta da questi modelli. Queste discrepanze indicano che i dettagli sull'arricchimento della supernova non sono ancora chiaramente compresi. Poiché i cluster di galassie sono ritenuti campioni equi dell'Universo, la loro spettroscopia a raggi X può aiutare a migliorare i modelli di supernova.
La distribuzione spaziale degli elementi in un cluster contiene anche informazioni sulla storia dei cluster stessi. La distribuzione degli elementi in 2A 0335 + 096 indica una fusione in corso. La distribuzione di ossigeno e ferro attraverso Sersic 159-03 indica che mentre la maggior parte dell'arricchimento da parte delle supernove di collasso del nucleo è avvenuta molto tempo fa, le supernovae di tipo Ia continuano ad arricchire il gas caldo con elementi pesanti, specialmente nel nucleo dell'ammasso.
Fonte originale: ESA Portal
