Galaksesamling bringer varme

Når ferietiden nærmer sig, mennesker på den nordlige halvkugle vil samles indendørs for at holde sig varme. I overensstemmelse med sæsonen, astronomer har studeret to grupper af galakser, der suser sammen og producerer deres egen varme.

De fleste galakser eksisterer ikke isoleret. Hellere, de er bundet til andre galakser gennem tyngdekraften enten i relativt små antal kendt som "galaksegrupper, " eller meget større koncentrationer kaldet "galaksehobe" bestående af hundreder eller tusinder af galakser. Nogle gange, disse samlinger af galakser trækkes mod hinanden af ​​tyngdekraften og smelter til sidst sammen.

Ved at bruge NASAs Chandra X-ray Observatory, ESA's XMM-Newton, Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT), og optiske observationer med Apache Point Observatory i New Mexico, et hold af astronomer har fundet ud af, at to galaksegrupper smadrer ind i hinanden med en bemærkelsesværdig hastighed på omkring 4 millioner miles i timen. Dette kan være den mest voldsomme kollision, der hidtil er set mellem to galaksegrupper.

Systemet kaldes NGC 6338, som ligger omkring 380 millioner lysår fra Jorden. Dette sammensatte billede indeholder røntgendata fra Chandra (vist i rødt), der viser varm gas med temperaturer op til omkring 20 millioner grader Celsius, samt køligere gas detekteret med Chandra og XMM (vist i blåt), der også udsender røntgenstråler. Chandra-dataene er blevet kombineret med optiske data fra Sloan Digital Sky Survey, viser galakserne og stjernerne i hvidt.

Forskerne vurderer, at den samlede masse i NGC 6338 er omkring 100 billioner gange Solens masse. Denne betydelige tyngde, omkring 83% af dem er i form af mørkt stof, 16% er i form af varm gas, og 1 % i stjerner, indikerer, at galaksegrupperne er bestemt til at blive en galaksehobe i fremtiden. Kollisionen og fusionen vil fuldføre, og systemet vil fortsætte med at akkumulere flere galakser gennem tyngdekraften.

Tidligere undersøgelser af NGC 6338 har givet beviser for områderne med køligere, Røntgen-emitterende gas omkring centrene af de to galaksegrupper (kendt som "kølige kerner"). Denne information har hjulpet astronomer med at rekonstruere systemets geometri, afslørede, at kollisionen mellem galaksegrupperne skete næsten langs sigtelinjen til Jorden. Dette fund er blevet bekræftet med den nye undersøgelse.

De nye Chandra- og XMM-Newton-data viser også, at gassen til venstre og højre for de kølige kerner, og imellem dem, ser ud til at være blevet opvarmet af chokfronter - svarende til de soniske bomme skabt af supersoniske fly - dannet af kollisionen mellem de to galaksegrupper. Dette mønster af chokopvarmet gas er blevet forudsagt af computersimuleringer, men NGC 6338 kan være den første sammensmeltning af galaksegrupper, der tydeligt viser det. En sådan opvarmning vil forhindre noget af den varme gas i at køle ned og danne nye stjerner.

En anden varmekilde, der almindeligvis findes i grupper og klynger af galakser, er energi leveret af udbrud og stråler af højhastighedspartikler genereret af supermassive sorte huller. I øjeblikket ser denne varmekilde ud til at være inaktiv i NGC 6338, fordi der ikke er beviser for jetfly fra supermassive sorte huller ved hjælp af radiodata fra GMRT. Dette fravær kan forklare filamenterne af kølende gas, der er detekteret i røntgen- og optiske data omkring den store galakse i midten af ​​den kølige kerne i syd. Filtrene, der bruges i det sammensatte billede, viser ikke de optiske filamenter, og røntgenfilamenterne er de små, fingerlignende strukturer, der udgår fra midten af ​​den kølige kerne i syd, omkring klokken 2, 7 og 8.

Et papir, der beskriver disse resultater, blev offentliggjort i september 2019-udgaven af Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society og er tilgængelig online. Den første forfatter er Ewan O'Sullivan fra Center for Astrophysics | Harvard &Smithsonian (CfA) i Cambridge, Massachusetts, og medforfatterne er Gerrit Schellenberger (CfA), Doug Burke (CfA), Ming Sun (University of Alabama i Huntsville, Alabama), Jan Vrtilek (CfA), Larry David (CfA) og Craig Sarazin (University of Virginia, Virginia).