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“速度与激情”:延伸至650万光年的巨大宇宙冲击波

2022-03-02 16:01     来源:cnBeta     宇宙冲击波 粒子加速器 宇宙射线

一个国际天文学家小组制作了从地球上可见的最大宇宙冲击波的最详细图像。这些巨大的冲击波比我们整个银河系都要大得多,它们是在大爆炸后能量最大的星系团碰撞时形成的。

我们的宇宙是由星系组成的,这些星系不是均匀分布的,而是集中在巨大的结构中。最大的星系包含成千上万的星系,被称为“星系团”。有时,两个星系团开始通过引力相互吸引,导致不可避免的碰撞。星系团的碰撞是我们的宇宙自形成以来发生的最强大的事件,它们可以产生壮观的“焰火”,天文学家们可以用现代射电望远镜来观察。

当两个星系团发生碰撞时,人们可以看到一对巨大的冲击波在新形成的星系团中传播,类似于超音速飞机的音爆。一个国际天文学家小组对这种宇宙冲击波进行了最详细的研究,这种冲击波是在10多亿年前两个大质量星系团碰撞时产生的,形成了名为Abell 3667的星系团。“这些结构充满了惊喜,比我们最初想象的要复杂得多,”该研究的主要作者Francesco de Gasperin教授(汉堡大学和INAF)说。“冲击波作为巨大的粒子加速器,将电子加速到接近光速的速度。当这些快速电子穿过一个磁场时,它们会发出我们看到的无线电波。冲击波被复杂的亮丝图案所贯穿,这些亮丝追踪着巨大的磁场线的位置和电子被加速的区域。”

这些冲击波仍然以1500公里/秒的极高速度在新形成的星系团中传播,对应的马赫数为2.5。主冲击波的大小令人印象深刻,横跨整个星系团的宽度,总大小为650万光年。作为比较,银河系的大小只有这个冲击波的1/60。

这些独特的观测是利用位于南非的新型MeerKAT射电望远镜进行的。这个望远镜由64个独立的射电盘组成,直径为13.5米,分布在8公里的范围内。

赫尔辛基大学的Finoguenov教授补充说:“Abell 3667中冲击的存在是通过热气体属性的急剧变化检测出来的。”这是通过分析XMM-牛顿天文台收集的X射线数据得出的结论。


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