释放宇宙力量：宇宙最大冲击波中的能量流

一个国际研究小组成功地估计了合并星系团中冲击波的大小和合并速度，发现释放的能量为2.3 × 1038瓦。这一成就之所以成为可能，是因为利用了最近的一次星团碰撞，它促进了对天体的复杂测量。(艺术家的概念。)

由名古屋大学/KMI副教授Kazuhiro Nakazawa和科学研究生院博士生Yuki Omiya领导的研究小组在理解星系团方面取得了重大进展。他们与日本国立天文台、东京科学大学、广岛大学、埼玉大学、JAXA空间与航天科学研究所、东京都大学、荷兰空间科学研究所和东宝大学等著名机构合作，成功地估算了近处合并星系团CIZA J1358.9-4750中新生冲击波的尺寸和合并速度。这一努力也使他们能够测量释放的能量，惊人的2.3 × 1038瓦。这项研究的数据来自欧洲x射线天文卫星xmm -牛顿。

最近合并的星系团CIZA J1358.9-4750。资料来源:名古屋大学

星系团及其意义

星系团被称为宇宙中最大的自引力物体，是大量高温气体的家园。这种气体释放出明亮的x射线，使这些星团可见。当这些巨大的星团合并时，它在一个无与伦比的天文事件中达到高潮，产生了300万光年见方的冲击波。

最近合并的星系团CIZA1359的x射线强度(左)和温度(右)图像。资料来源:名古屋大学

天文学的复杂测量nomical对象

通常在天文学中，测量天体的深度是一项重大挑战。然而，在这项研究中，研究小组通过利用最近两个星团的碰撞克服了这个困难。这一事件使得对星团的原始形状做出合理的估计成为可能。利用这些估计，他们通过分析高温气体的温度分布来确定激波锋面的速度。然后，他们将这个值乘以星团的长度、宽度和深度，以计算动能转化为热量的量、粒子加速度和激波前沿的磁场放大。

这项研究发表在2023年2月的《日本天文学会出版物》(PASJ)上。在一篇相关论文中，Kurahara等人(PASJ，十二月2022)发现了“同步加速器无线电发射”，通过加速电子和放大激波前周围的磁场。它的光度估计为~3.5 × 1033w。这些结果为我们提供了大约10-5的转换效率。

了解转换效率的分布将有助于我们弄清在集群合并的最大冲击波下发生了什么。

参考文献:《xmm -牛顿观测早期合并星团CIZA J1358.9?4750的冲击加热》，作者:Omiya Yuki、Kazuhiro Nakazawa、Kyoko Matsushita、Shogo B Kobayashi、Nobuhiro Okabe、Kosuke Sato、Takayuki Tamura、Yutaka Fujita、Liyi Gu、Tetsu kitama、Takuya Akahori、Kohei Kurahara和Tomohiro Yamaguchi, 2022年12月1日，日本天文学会出版物。DOI: 10.1093 / pasj / psac087