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討論區 => 天文新知 => 主題作者是: Skyray 於 2010-06-14 18:27:48



主題: XMM-Newton研究星系團的新方法
作者: Skyray2010-06-14 18:27:48
引用自臺北天文館網路天文館網站
http://tamweb.tam.gov.tw/news/2010/201006/news2010091102.htm (http://tamweb.tam.gov.tw/news/2010/201006/news2010091102.htm)


利用最新的觀測方式,XMM-Newton X射線觀測衛星發現兩個大質量星系團,確認先前透過SZ效應(Sunyaev-Zel'dovich effect,SZE)偵測到結果為真。這項成功的觀測成果,顯示以多波段觀測宇宙最大重力結構的時代即將來臨。

  星系團是宇宙中有重力相關的最大天體,因為星系團之間會連結形成宇宙網(cosmic web)的節點所在,所以對於瞭解大尺度的宇宙特性是非常重要的探索工具。星系間的熾熱氣體溫度高達1000萬K,因而會被游離,被離子散射而減速的電子因而放射出X射線。經由測量星系團的X射線亮度和氣體溫度,便可估算出整個星系團的總質量。然而,星系團總質量中只有1/10由可見的星系組成,另1/10為星系周圍熾熱的氣體,剩下的8/10則是未知的暗物質。而這些熾熱氣體不僅會發射出X射線,氣體電漿中高能電子還會影響穿越這個星系團的宇宙微波背景輻射(Cosmic Microwave Background,CMB)光子,此即為SZ效應。在毫米波段觀測CMB時,就會感覺好像有星系團的「影子」一樣。

  歐洲在南極設置的南極望遠鏡(South Pole Telescope,SPT)以毫米波段進行巡天觀測,最近以SZ效應發現十幾個之前未知的星系團。不過,後續以可見光或X射線研究它們的物理特性等,會因SZ效應的大小與星系團質量有關而受到限制。但是,天文學家利用XMM-Newton衛星配合新開發可觀測大視野天區的技術(mosaic mode),讓可觀測範圍擴展到14平方度(約70倍滿月面積),這才終於能偵測到其中兩個SPT發現的星系團,目前編號為SPT-CL J2332-5358(上圖左)和SPT-CL J2342-5411(上圖右)。利用這些X射線資料,天文學家估算出它們的總質量分別高達1015太陽質量與3x1014太陽質量,溫度則分別為絕對溫度1億800萬度和5200萬度,其中前者SPT-CL J2332-5358是目前已知質量最大、溫度最高的星系團之一,而後者則是已知以X射線輻射和SZ效應觀測到的最遠星系團。

  而後續利用可見光觀測這兩個星系團,測定SPT-CL J2332-5358的紅移值z約為0.32,SPT-CL J2342-5411約為1.08(相當於宇宙約60億歲的時期)。換言之,利用這些新的觀測技術與方式,可將星系團觀測推到比較宇宙早期的時期,對於希望研究星系團結構隨時間而演化的學者是件可喜可賀的事。

資料來源:http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=47086, 2010.05.31, KLC