Tällaiset valtavat iskuaallot ovat kooltaan huomattavasti Linnunrataa suurempia ja muodostuvat, kun galaksijoukot törmäävät toisiinsa tapahtumissa, joiden energiamäärä on suurin sitten alkuräjähdyksen.
Maailmankaikkeus on täynnä galakseja, jotka eivät ole jakautuneet tasaisesti avaruudessa, vaan ryhmittyneet valtaviin rakenteisiin. Suurimmat niistä, galaksijoukot, koostuvat tuhansista galakseista. Joskus kaksi galaksijoukkoa alkavat vetää toisiaan puoleensa painovoiman välityksellä, mikä johtaa väistämättä törmäykseen. Galaksijoukkojen törmäykset ovat maailmankaikkeuden voimakkaimpia tapahtumia alkuräjähdyksen jälkeen ja voivat aiheuttaa näyttävän ”ilotulituksen”, jota voidaan havainnoida moderneilla radioteleskoopeilla.
Kahden galaksijoukon törmätessä voimme todistaa valtavan iskuaaltoparin etenemistä juuri syntyneessä galaksijoukossa. Ilmiö muistuttaa yliäänikoneen aiheuttamia yliäänipamauksia. Kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä on tutkinut aiempaa yksityiskohtaisemmin tällaisia kosmisia iskuaaltoja, jotka syntyivät kahden valtavan galaksijoukon törmätessä toisiinsa yli miljardi vuotta sitten ja muodostaessa Abell 3667 -nimellä tunnetun galaksijoukon.
– Nämä rakenteet ovat erittäin yllätyksellisiä ja paljon monimutkaisempia kuin alun perin oletimme, toteaa professori Francesco de Gasperin (Hampurin yliopisto ja Italian valtion astrofysiikan instituutti INAF), tutkimuksen pääkirjoittaja.
– Iskuaallot toimivat valtavina hiukkaskiihdyttiminä, jotka kiihdyttävät elektronit valonnopeutta lähellä oleviin nopeuksiin. Magneettikentän läpi liikkuessaan nämä nopeat elektronit tuottavat näkemämme radioaallot. Iskuaalloissa erottuu kirkkaiden juovien muodostama monimutkainen kuvio, joka osoittaa valtavien magneettikenttäviivojen sijainnin ja elektronien kiihtyvyysalueet.
Nämä iskuaallot jatkavat edelleen kulkuaan vasta muodostuneen galaksijoukon läpi erittäin suurella nopeudella, 1 500 kilometriä sekunnissa (Mach 2,5). Iskurintama voisi siis kulkea koko maapallon poikki tämän lauseen lukemiseen kuluvassa ajassa. Pääiskuaalto on vaikuttavan kokoinen: se on koko galaksijoukon levyinen eli yhteensä 6,5 miljoonaa valovuotta. Vertailun vuoksi voidaan todeta, että oma Linnunratamme on kooltaan 60 kertaa pienempi.
– Abell 3667:n iskuaaltojen olemassaolo voidaan havaita seuraamalla kuuman kaasun ominaisuuksien äkillisiä muutoksia siitä vapautuvan röntgensäteilyn avulla, lisää Helsingin yliopiston professori Alexey Finoguenov, joka avusti tutkimuksessa analysoimalla XMM-Newtonin keräämiä havaintoja röntgenalueella.
Tutkijat tekivät ainutlaatuiset havaintonsa Etelä-Afrikassa sijaitsevalla uudella MeerKAT-radioteleskoopilla. Se koostuu 64 yksittäisestä radioantennista, joiden halkaisija on 13,5 metriä ja jotka sijaitsevat 8 kilometrin suuruisella alueella.
Yllä olevasta kuvasta ei voi erottaa yksittäisiä galakseja niiden pienen koon vuoksi. Tasainen valkoinen väri osoittaa kaasun jakautumisen galaksijoukkoon kuuluvien galaksien välisessä avaruudessa. Punaiset rakenteet ovat lähtöisin kahdesta suuresta iskuaallosta, jotka syntyivät galaksijoukon muodostuessa.
Viite:
MeerKAT view of the diffuse radio sources in Abell 3667 and theirinteractions with the thermal plasma.F. de Gasperin, L. Rudnick, A. Finoguenov, D. Wittor, H. Akamatsu, M. Bruggen, J. O. Chibueze, T. E. Clarke, W. Cotton, V. Cuciti, P. Dominguez-Fernandez, K. Knowles, S. P. O'Sullivan, L. SebokolodiA&A, Forthcoming article. Received: 12 November 2021 / Accepted: 31 January 2022 DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202142658 A&A preprint: https://www.aanda.org/component/article?access=doi&doi=10.1051/0004-6361/202142658