Immagine a raggi X di 365 cluster galattici in XXL Survey
Scansionando il cielo alla ricerca di sorgenti di raggi X, l'XMM-Newton ESA X-ray Observatory ha condotto il XXL Survey, il più grande programma di osservazione fino ad oggi. Recentemente è stato rilasciato il secondo batch di dati dalla revisione, incluse le informazioni su 365 cluster galattici, che hanno tracciato la struttura su larga scala dell'Universo e i suoi stadi evolutivi nel tempo con 26.000 nuclei galattici attivi (AGN).
Studiando due grandi parti celesti con maggiore sensibilità, questa indagine a raggi X è stata la prima a rilevare un numero sufficiente di cluster galattici e AGN, in modo che gli scienziati potessero visualizzare la distribuzione di tali oggetti nell'Universo distante con dettagli senza precedenti. I risultati hanno rafforzato le aspettative del modello cosmologico ora adottato.
I raggi X vengono creati in uno dei processi più energetici dell'universo. Tuttavia, sono bloccati dall'atmosfera terrestre, quindi puoi solo guardare gli eventi dallo spazio. Se visti, i telescopi fissano fondamentalmente due fonti: i gruppi galattici che penetrano nel gas caldo e i nuclei galattici attivi (AGN) - aree compatte e luminose nei centri di alcune galassie che nascondono il buco nero supermassiccio.
XMM-Newton dell'ESA è considerato uno dei più potenti telescopi a raggi X. Negli ultimi 8 anni, ha trascorso 2.000 ore di lavoro sulla misurazione dei raggi X all'interno della XXL Survey, dove ha esaminato due aree di cielo vuoto apparente (25 gradi quadrati ciascuna). Il primo set di dati pubblicato nel 2015. Comprendeva i 100 cluster di galassie più brillanti e 1000 AGN. Lo studio ha mostrato che i cluster di raggi X sono così distanti che la luce è arrivata a noi a metà dell'età dell'universo moderno, e AGN vive ancora più lontano! Alcune fonti sono così remote che il telescopio ha ricevuto da loro non più di 50 fotoni a raggi X, il che rende difficile determinare la loro vera natura.
Una vista composita del cluster galattico XLSSC006, creata combinando le osservazioni dei raggi X dall'osservatorio spaziale XMM-Newton con i dati ottici e del vicino infrarosso dal telescopio Canada-Francia-Hawaii. Il cluster, dotato di uno spostamento rosso di 0,43 e una massa di 5 x 1014 solari, ha due galassie dominanti, che indica un evento di fusione
La materia nell'universo è distribuita in modo non uniforme, ma forma una rete filiforme cosmica formata da grappoli gravitazionali e galattici. Queste ultime sono considerate le più grandi strutture di spazio che tracciano i picchi di massima densità. A causa di ciò, diventano un potente strumento per rispondere a intriganti domande cosmologiche.
La struttura e l'evoluzione dello spazio sono descritte da una serie di parametri cosmologici, tra cui la densità dei vari componenti e il tasso di espansione dell'Universo. Ora abbiamo indicatori sufficientemente precisi, ma per una descrizione più dettagliata della struttura universale è necessario coprire scale di grandi dimensioni. L'obiettivo finale di XXL Survey è fornire un catalogo ampio e dettagliato di cluster che possono essere utilizzati per limitare i parametri cosmologici.
Il satellite dell'ESA, Planck, ha determinato i valori dei parametri cosmologici esaminando le radiazioni della reliquia - i dati dal primo Universo. Dopo aver ricevuto informazioni da XXL Survey, i ricercatori hanno confrontato questi valori. Risulta che la distribuzione di cluster e AGN è coerente con il modello cosmologico generalmente accettato, che ricorre alla costante di Einstein come spiegazione per l'espansione accelerata dell'Universo. L'AGN è difficile da usare per la valutazione, poiché le loro caratteristiche sono influenzate da molti fattori esterni. Pertanto, i ricercatori hanno utilizzato i dati AGN di XXL Survey per comprendere il processo di formazione e sviluppo dei buchi neri.
Il mosaico mostra 365 cluster XXL di indagine XXL in dati ottici dal telescopio Canada-Francia-Hawaii e il telescopio Blanco presso l'Osservatorio Internazionale Cerro Tololo. I cluster sono ordinati lontano da noi, a partire dai più vicini con un redshift di 0.03 (in alto a sinistra) e finendo quelli più distanti, a 1.99
Grazie a XXL Survey, gli scienziati sono stati in grado di misurare per la prima volta l'effetto della formazione tridimensionale di cluster distanti e AGN su una scala estremamente ampia. Per un'ulteriore esplorazione dei filamenti cosmici, progettano di utilizzare il futuro satellite Euclide, che sarà in grado di osservare la luce emessa 10 miliardi di anni fa.
Le recensioni di XMM-Newton hanno anche sollevato nuove domande sulla fisica dei cluster galattici, che stanno pianificando di studiare in dettaglio la prossima missione ESA Athena nel 2031. Il dispositivo sarà in grado di osservare cluster ancora più distanti, fornendo maggiori informazioni sull'evoluzione universale.
