Abell 1775:Chandra fanger slangebøsse under kollision

Når rummets titaner - galaksehobe - kolliderer, ekstraordinære ting kan ske. En ny undersøgelse ved hjælp af NASAs Chandra X-ray Observatory undersøger konsekvenserne efter to galaksehobe stødte sammen.

Galaksehobe er de største strukturer i universet holdt sammen af ​​tyngdekraften, indeholdende hundredvis eller endda tusindvis af individuelle galakser nedsænket i gigantiske oceaner af overophedet gas. I galaksehobe, det normale stof - som atomerne, der udgør stjernerne, planeter, og alt på Jorden - er primært i form af varm gas og stjerner. Massen af ​​den varme gas mellem galakserne er langt større end massen af ​​stjernerne i alle galakserne. Dette normale stof er bundet i klyngen af ​​tyngdekraften af ​​en endnu større masse mørkt stof.

På grund af de enorme masser og hastigheder, der er involveret, kollisioner og sammensmeltninger mellem galaksehobe er blandt de mest energiske begivenheder i universet.

I en ny undersøgelse af galaksehoben Abell 1775, ligger omkring 960 millioner lysår fra Jorden, et hold af astronomer ledet af Andrea Botteon fra Leiden Universitet i Holland annoncerede, at de fandt et spiralformet mønster i Chandras røntgendata. Disse resultater antyder en turbulent fortid for klyngen.

Når to galaksehobe af forskellig størrelse støder sammen, den mindre klynge vil begynde at pløje gennem den større. (På grund af dens overlegne masse, den større klynge har overhånden, når det kommer til tyngdekraften.) Når den mindre klynge bevæger sig igennem, dens varme gas fjernes på grund af friktion. Dette efterlader et kølvand, eller hale, der følger efter klyngen. Når midten af ​​den mindre klynge passerer forbi midten af ​​den større, gassen i halen begynder at møde mindre modstand og overskrider midten af ​​dens klynge. Dette kan få halen til at "slyngeskud", når den flyver til siden, krumning, når den strækker sig væk fra klyngens centrum.

De nyeste Chandra-data indeholder beviser - inklusive lysstyrken af ​​røntgenstrålerne og de temperaturer, de repræsenterer - for en af ​​disse buede "slyngeshot"-haler. Tidligere undersøgelser af Abell 1775 med Chandra og andre teleskoper antydede, men bekræftede ikke, at der var en igangværende kollision i dette system.

Et nyt billede af Abell 1775 indeholder røntgenstråler fra Chandra (blå), optiske data fra Pan-STARRS-teleskopet på Hawaii (blå, gul, og hvid), og radiodata fra LOw Frequency ARray (LOFAR) i Holland (rød). Halen er mærket på dette billede sammen med et område af gas med en buet kant, kaldet en "koldfront, " som er tættere og køligere end den gas, den pløjer ind i. Halen og koldfronten buer alle i samme retning, skabe en spiralform. Et separat mærket billede viser synsfeltet for Chandra-dataene.

Astronomer har tidligere fundet ud af, at Abell 1775 indeholder en enorm jet- og radiokilde, hvilket også ses på dette nye sammensatte billede. Denne jet er drevet af et supermassivt sort hul i en stor elliptisk galakse i klyngens centrum. Nye data fra LOFAR og Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) i Indien afslører, at radiostrålen faktisk er 2,6 millioner lysår lang. Dette er cirka dobbelt så længe, ​​som astronomer troede, det var før, og gør det til en af ​​de længste, der nogensinde er observeret i en galaksehob. Strålens struktur ændrer sig brat, når den krydser ind i gassen med lavere tæthed i den øverste del af billedet, på tværs af kanten af ​​koldfronten, antyder, at kollisionen har påvirket den.

Ifølge den nye undersøgelse, gasbevægelserne inde i klyngen kan være ansvarlige for andre strukturer detekteret ved at observere Abell 1775 i radiobølger, såsom to filamenter placeret nær strålens oprindelse (en af ​​disse er mærket). LOFAR- og Chandra-dataene har også gjort det muligt for forskerne at studere meget detaljeret de fænomener, der bidrager til at accelerere elektroner både i denne galakses jetfly og i radioemissionen nær midten af ​​den større klynge.

Der er en alternativ forklaring på klyngens udseende. Når en lille klynge nærmer sig en større, den tætte varme gas fra den større klynge vil blive tiltrukket af den af ​​tyngdekraften. Efter at den mindre klynge passerer midten af ​​den anden klynge, bevægelsesretningen af ​​klyngegassen vender, og den rejser tilbage mod klyngens centrum. Klyngegassen bevæger sig gennem midten igen og "skråner" frem og tilbage, ligner vin, der skvulper i et glas, der blev rykket sidelæns. Den brusende gas ender i et spiralmønster, fordi kollisionen mellem de to klynger var off-center.

Botteon-teamet foretrækker slingshot hale-scenariet, men en særskilt gruppe af astronomer ledet af Dan Hu fra Shanghai Jiao Tong Universitet i Kina går ind for den skraldende forklaring baseret på data fra Chandra og ESA's XMM-Newton. Både scenariet med slangebøsse og slyngning involverer en kollision mellem to galaksehobe. Til sidst vil de to klynger fusionere fuldstændigt med hinanden for at danne en enkelt, større galaksehob.

Yderligere observationer og modellering af Abell 1775 er påkrævet for at hjælpe med at beslutte mellem disse to scenarier.

Et papir, der beskriver resultaterne af Botteons team, er blevet offentliggjort i tidsskriftet Astronomi og astrofysik og er tilgængelig online. Det separate arbejde om "sloshing"-teorien ledet af Dan Hu er blevet accepteret til offentliggørelse i The Astrofysisk tidsskrift og er også tilgængelig online.