NGC 4839：星系深度俯沖，留下熾熱的尾巴 _星系

NGC 4839：星系深度俯沖，留下熾熱的尾巴。圖片鳴謝:X射線:錢德拉:NASA/SAO/阿拉巴馬大學/M. S. Mirakhor等人；XMM:歐空局/XMM-Newton；光學:SDSS；圖像處理:N. Wolk
據(jù)美國宇航局：一群星系正在墜入彗發(fā)星系團，并留下一條巨大的過熱氣體尾巴。天文學家已經(jīng)證實，這是已知的星系團背后最長的尾巴，并利用它來更深入地了解星系團——宇宙中一些最大的結(jié)構(gòu)——如何增長到巨大的尺寸。
天文學家用NGC 4839星系群訓練了美國宇航局的錢德拉X射線天文臺。星系群是由大約50個或更少的星系通過引力結(jié)合在一起的集合。星系團甚至更大，可以包含成百上千個單獨的星系。
星系團和星系群都被大量的熱氣體包圍著，最好用X射線來研究。這些過熱的氣體池雖然非常稀薄和分散，但卻代表了星系團或星系團中相當大的一部分質(zhì)量，對于理解這些系統(tǒng)至關重要。
NGC 4839位于彗發(fā)星系團的邊緣附近，彗發(fā)星系團是宇宙中已知最大的星系團之一，距離我們大約3.4億光年。隨著NGC 4839向彗發(fā)星系團的中心移動，星系團中的熱氣體因與星系團中的氣體碰撞而被剝離。這導致了在星系團后面形成一條尾巴。
左邊的圖像顯示了歐空局(歐洲航天局)的XMM-Newton(藍色)拍攝的彗發(fā)星系團的X射線視圖，以及斯隆數(shù)字巡天的光學數(shù)據(jù)(黃色) 。NGC 4839星系群位于這幅圖像的右下角。右邊的插圖是方形區(qū)域的錢德拉圖像(紫色) 。NGC 4839的尾部位于錢德拉影像的左側(cè)，包含了該星系群中最亮的星系和密度最大的氣體。尾巴拖向右邊。(錢德拉的圖像已經(jīng)被旋轉(zhuǎn)，所以北是大約30度到垂直的左邊。)
NGC 4839正在穿越的彗發(fā)星團外部區(qū)域的熱氣體發(fā)出的x射線太暗，在這里顯示的XMM圖像中看不到，但在一張補充的XMM專用圖像中被突出顯示。這張圖像拼接圖顯示了沒有獲得數(shù)據(jù)的各個圖像之間的間隙，以及X射線點源被移除的黑洞。
事實上，這條尾巴有150萬光年長，是太陽和最近恒星之間距離的幾十萬倍，這使得它成為有史以來拖在一組星系后面最長的尾巴。
目前尾巴的亮度給了天文學家一個特殊的機會，在它與星團中的熱氣體混合并變得太暗而無法研究之前，研究尾巴氣體的物理性質(zhì) 。NGC 4839后面尾部的氣體最終將與已經(jīng)存在于彗發(fā)星團中的大量熱氣體融合。
使用錢德拉數(shù)據(jù)分析星系團前方的氣體，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種沖擊波——類似于超音速噴氣式飛機的音爆——顯示NGC 4839以每小時約300萬英里的速度穿過星系團。沖擊波的位置在圖像的標簽版本中被突出顯示。
他們還研究了尾部氣體的湍流程度。一個熟悉的類比是，湍流描述了我們大氣中不規(guī)則的空氣運動，這可能導致飛機顛簸。他們發(fā)現(xiàn)了適度的湍流，這意味著NGC 4839的熱傳導很低。
該小組還在尾巴的一側(cè)看到了稱為開爾文-亥姆霍茲不穩(wěn)定性的特殊結(jié)構(gòu)的可能證據(jù) 。科學家在太空和地球的各種環(huán)境中發(fā)現(xiàn)了這些結(jié)構(gòu)，包括云的形狀。它們是由流動氣體或流體的相鄰層的速度差異造成的。NGC 4839中開爾文-亥姆霍茲不穩(wěn)定性的存在表明尾部的氣體具有弱磁場或低粘度水平。(例如，水的粘性比蜂蜜小。)開爾文-亥姆霍茲不穩(wěn)定性的位置在標記的錢德拉圖像和錢德拉圖像的版本中給出，該錢德拉圖像已經(jīng)被處理以強調(diào)圖像中具有更尖銳邊緣的區(qū)域。
研究人員查看了NGC 4839的早期觀測數(shù)據(jù) ，估計它的尾巴至少有一百萬光年長。新的錢德拉數(shù)據(jù)揭示了保持150萬光年長度的新記錄。(落入星系團的其他三組星系后面的尾巴長度在80萬到100萬光年之間。)
阿拉巴馬大學亨茨維爾分校的斯蒂芬·沃克在新墨西哥州阿爾伯克基舉行的第242屆美國天文學會會議上展示了這些結(jié)果。這些結(jié)果也出現(xiàn)在由Mohammad Mirakhor ， Walker和James Runge在皇家天文學會月刊6月號上發(fā)表的論文中。米拉霍爾和龍格也來自阿拉巴馬大學亨茨維爾分校。該論文可在https://arxiv.org/abs/2304.05419.在線獲得。
NASA的馬歇爾太空飛行中心管理著錢德拉計劃。史密森天體物理天文臺的錢德拉X射線中心控制著馬薩諸塞州劍橋的科學操作和馬薩諸塞州伯靈頓的飛行操作。
梅根·沃茨克錢德拉X射線中心馬薩諸塞州劍橋。
喬納森交易馬歇爾航天飛行中心阿拉巴馬州亨茨維爾。

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NGC 4839：星系深度俯沖，留下熾熱的尾巴