Zderzające się gromady galaktyk

Galaktyka 3C438 i jej gromada galaktyk w zakresie optycznym (po lewej) i w zakresie rentgenowskim ( po prawej, Obserwatorium Rentgenowskie Chandra). Astronomowie doszli do wniosku, że gorący gaz jest wynikiem zderzenia dwóch gromad galaktyk. Źródło: NASA/CXC/CfA/R.P.Kraft, Palomar Observatory DSS
Galaktyka 3C438 i jej gromada galaktyk w zakresie optycznym (po lewej) i w zakresie rentgenowskim ( po prawej, Obserwatorium Rentgenowskie Chandra). Astronomowie doszli do wniosku, że gorący gaz jest wynikiem zderzenia dwóch gromad galaktyk. Źródło: NASA/CXC/CfA/R.P.Kraft, Palomar Observatory DSS

Gromady galaktyk zawierają od kilku do tysięcy galaktyk i są największymi związanymi grawitacyjnie strukturami we Wszechświecie. Większość galaktyk należy do jakiejś gromady. Dla przykładu nasza galaktyka – Droga Mleczna jest członkiem Grupy Lokalnej, zgrupowania około pięćdziesięciu galaktyk, do której należy także inna potężna galaktyka – Galaktyka Andromedy. Najbliższa nam inna gromada galaktyk  znajdująca się jakieś 50 milionów lat świetlnych od Ziemi to Gromada w Pannie, do której należy około 2000 galaktyk.

Uważa się, że gromady rosną wskutek łączenia się mniejszych grup galaktyk oraz wskutek akrecji gazu i ciemnej materii. Energia uwalniana w trakcie takiego łączenia w dużej mierze przenoszona jest przez gorący gaz znajdujący się wewnątrz gromady, gdzie obserwacje w zakresie rentgenowskim mogą dostrzec dowody fal uderzeniowych i wysokich temperatur. Łączenia zachodzące między dwiema równie masywnymi gromadami galaktyk dostarczają istotnych informacji, wszak tego typu energetyczne zderzenia mają najbardziej dramatyczne i najbardziej trwałe skutki. Do takich zderzeń dochodzi jednak stosunkowo rzadko. Gromada Pocisk stanowi jeden z niedawno badanych obiektów tego typu, a z uwagi na fakt, że służy ona dodatkowo za soczewkę grawitacyjną dla galaktyk leżących za nią, znana jest z tego, że to właśnie na niej naukowcy badają rozkład ciemnej materii.

Astronomowie CfA Deanna Emery, Akos Bogdan, Ralph Kraft, Filipe Andrade-Santos, Bill Forman i Christine Jones wraz ze współpracownikami przebadali kolejny merger w gromadzie wokół galaktyki 3C438. Członkowie zespołu wykorzystali Obserwatorium Rentgenowskie Chandra do zbadania gorącego gazu wypełniającego tę gromadę. Wcześniejsze obserwacje wskazywały, że jego aktywność mogła być spowodowana przez supermasywną czarną dziurę lub przez masywny merger – nikt jednak nie mógł odróżnić tych dwóch przyczyn.

Wykorzystując dodatkowy czas obserwacyjny na Chandra oraz nowe procedury kalibracji, naukowcy ponownie przeanalizowali wszystkie dane. Okazało się, że gorący gaz tej gromady rozciąga się na dystansie ok. 2.5 milionów lat świetlnych, a jego jasność to skutek fali uderzeniowej po łączeniu dwóch grup galaktyk. Co więcej naukowcy są w stanie także oszacować względną prędkość mergeru na około 2600 kilometrów na sekundę. Z uwagi na fakt, że do tej pory zarejestrowano zaledwie kilka  fal uderzeniowych w gromadach, nowe badania stanowią istotny wkład w badanie dynamiki łączenia się gromad galaktyk oraz procesy powstawania masywnych gromad.

Źródło: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA)