Наши в Nature: Турбулентный нагрев в галактических кластерах, ярких в рентгеновском диапазоне

Международная группа ученых, более чем наполовину состоящая из россиян, в том числе работающих в московском Институте космических исследований, получила интересные результаты о балансе нагрева и охлаждения в скоплениях галактик и предложила новый механизм этого охлаждения. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.

Горячая (от 10⁷ до 10⁸ градусов Кельвина), межкластерная среда, излучающая в рентгеновском диапазоне (ICM), является доминирующей барионной составляющей скоплений галактик. В ядрах многих кластеров, радиационные потери энергии от ICM происходят за время много меньшее, чем возраст системы. Это охлаждение должно было бы приводить к массивным скоплениям холодного газа и энергичному звезд, что противоречит наблюдениям. В различных работах предлагались различные источники энергии, способные компенсировать эти потери на охлаждения, наиболее перспективным считался нагрев через сверхмассивные черные дыры в центральных галактиках, через инфляцию пузырей релятивистской плазмы. Независимо от первоначального источника энергии, вопрос о том, как эта энергия передается ICM остается открытым.

В предлагаемой работе представлено правдоподобная версия ответа на этот вопрос, на основе новых данных и нового метода анализа, которые позволяют оценить непосредственно скорость нагрева ICM при диссипации турбулентности. Авторы обнаружили, что турбулентного нагрева достаточно для компенсации радиационного охлаждения и с его помощью достигается локальный баланс теплообмена на каждом радиусе, поэтому турбулентный нагрев может быть ключевым элементом в решении газовой проблемы охлаждения в ядрах кластеров галактик и даже — более универсально — в атмосферах, излучающих в рентгеновском диапазоне, богатых газом систем в масштабах от кластеров галактик до групп и эллиптических галактик.

Фото превью: Институт космических исследований РАН