Kosmiczna szczoteczka do zębów? [zdjęcie]

Zdjęcie gromady galaktyk “Szczoteczka do zębów” (1RXS J0603.3+4214) wykonane złożone ze zdjęć wykonanych w różnych zakresach promieniowania. Źródło: Credit: van Weeren et al.

Większość galaktyk leży w gromadach zawierających od kilku do tysięcy obiektów. Nasza Droga Mleczna na przykład należy do gromady około pięćdziesięciu galaktyk zwanej Lokalną Grupą, do której należy także Galaktyka w Andromedzie oddalona od nas o jakieś 2,3 miliona lat świetlnych. Gromady są najmasywniejszymi grawitacyjnie związanymi obiektami we Wszechświecie, a powstają (według obecnie przyjmowanych teorii)  z wcześniej powstałych mniejszych struktur, które z czasem także łączą się ze sobą. Ciemna materia odgrywa istotną rolę w tym procesie wzrostu.

Jak dokładnie rosną gromady galaktyk wydaje się zależeć od kilku rywalizujących ze sobą procesów fizycznych, w tym także od zachowania gazu wypełniającego gromadę. W samej gromadzie masa gazu jest większa od masy wszystkich gwiazd tworzących galaktyki należące do gromady, a temperatura gazu może często przekraczać 10 milionów kelwinów. To właśnie dlatego gaz odgrywa istotną rolę w ewolucji gromady. Gorący gaz wypełniający gromadę galaktyk składa się z szybko przemieszczających się naładowanych cząstek, które silnie emitują promieniowanie w zakresie radiowym, często odkrywając przed nami długie, włókniste struktury.

Gromada galaktyk “Szczoteczka do zębów” czyli 1RXS J0603.3+4214 zawiera trzy takie struktury radiowe jak i rozległe halo. Najwyraźniejsza struktura radiowa rozciąga się na ponad sześć milionów lat świetlnych, i składa się z trzech wyraźnych składników, które przypominają szczotkę i uchwyt szczoteczki do zębów. Ten “uchwyt” jest szczególnie tajemniczy z uwagi na fakt, że jest potężny i bardzo prosty, ale także dlatego, że znajduje się nieco na uboczu względem osi gromady. Halo jest wynikiem turbulencji powstałych w procesie łączenia się galaktyk, aczkolwiek sugeruje się także alternatywne sposoby jego powstawania.

Astronomowie Reinout van Weeren, Bill Forman, Felipe Andrade-Santos, Ralph Kraft oraz Christine Jones z Harvardu (CfA) wykorzystali sieć VLA (Very Large Array) do obserwowania relatywistycznych cząstek w gromadzie wykonując precyzyjne pomiary i zdjęcia w zakresie radiowym, a następnie porównali do danych zebranych za pomocą obserwatorium rentgenowskiego Chandra. W zakresie radiowym gromada posiada bardzo wąską krawędź, którą tworzy potężna fala uderzeniowa procesu łączenia galaktyk i  co najmniej 32 wcześniej nieobserwowane źródła kompaktowe.  Morfologia radiowa i rentgenowska halo są do siebie podobne i także wskazują na scenariusz mówiący o łączeniu galaktyk. Astronomowi są także w stanie oszacować siłę pola magnetycznego i w połączeniu z innymi wynikami, wykorzystać je do potwierdzenia tej teorii.