Вперше в історії вчені виміряли потік енергії у найбільших ударних хвилях Всесвіту

Міжнародна команда астрофізиків здійснила прорив у вивченні найбільших ударних хвиль у Всесвіті, вимірявши розміри, швидкість та енергетику гігантського удару, що виник під час злиття галактичних скупчень. Об'єкт дослідження — кластер CIZA J1358.9−4750, розташований у південній півкулі неба. Аналіз, виконаний за допомогою рентгенівської обсерваторії XMM-Newton, показав, що енергія ударної хвилі сягнула колосальних 2,3×10³⁸ ватів — це приблизно у 100 трильйонів разів більше, ніж потужність усіх електростанцій на Землі.

Галактичні скупчення — найбільші гравітаційно зв’язані структури у Всесвіті. Вони містять тисячі галактик, а також гарячий газ, що випромінює рентгенівське світло. Коли такі структури зіштовхуються, утворюються ударні хвилі розміром у мільйони світлових років. У випадку CIZA J1358.9−4750, вчені вперше змогли правдиво оцінити просторову геометрію зіткнення, що дозволило вирахувати кінетичну енергію, яка перетворюється на тепло, прискорення частинок та підсилення магнітних полів.

Ключовим досягненням стало визначення температурного розподілу в ударному фронті. Це дало змогу обчислити швидкість зіткнення, а далі — загальну потужність енергетичних процесів. Додаткове дослідження, опубліковане наприкінці 2022 року, також виявило синхротронне радіовипромінювання — слід прискорених електронів у магнітному полі. Його яскравість становила близько 3,5×10³³ ватів, що вказує на ефективність конверсії енергії удару у випромінювання на рівні 10⁻⁵.

Отримані результати дозволяють краще зрозуміти, як енергія поширюється у масштабах Всесвіту, як формуються великомасштабні структури і як розвиваються магнітні поля. Це також сприяє розвитку знань про те, як найпотужніші події у космосі можуть впливати на еволюцію галактик та їхніх середовищ.

Завдяки точним вимірам і комплексному підходу дослідники наблизилися до розкриття природи гігантських космічних зіткнень, які залишають сліди у вигляді рентгенівських та радіохвиль і формують фундаментальні умови існування матерії у Всесвіті.