Galaktyczny krajobraz gromady Abell 2142

Astronomowie wykorzystali dane zebrane za pomocą Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra do wykonania dramatycznego zdjęcia przedstawiającego ogromny ogon gorącego gazu rozciągający się na ponad milion lat świetlnych za grupą galaktyk, opadający w głębię jeszcze większej gromady galaktyk. Odkrycia tego typu umożliwiają nam badanie otoczenia i warunków, w których powstają największe struktury we wszechświecie.

Gromady galaktyk są największymi strukturami we wszechświecie utrzymywanymi przez grawitację. Choć gromady galaktyk mogą zawierać setki czy nawet tysiące pojedynczych galaktyk, znaczą część ich masy stanowi gorący gaz emitujący promieniowanie rentgenowskie oraz niewidoczna ciemna materia. Jakim cudem są one tak ogromne?

Nowe zdjęcie przedstawia jedną z możliwości: przechwytywanie galaktyk przez niezwykle silną grawitację gromady galaktyk. W lewym panelu przedstawiono szerokokątny widok gromady Abell 2142. Gromada ta zawiera setki galaktyk zanurzonych w gazie o temperaturze milionów stopni, widocznym dla Chandry (fioletowy). Centrum gromady galaktyk znajduje się w środku fioletowej emisji, w dolnej części zdjęcia.  Przedstawiono tutaj tylko najgęstszy gorący gaz, co oznacza, że bardziej rozrzedzony gaz znajdujący się dalej od środka gromady jest tutaj niewidoczny. Na powyższe zdjęcie z Chandry nałożono zdjęcie optyczne wykonane w ramach przeglądu Sloan Digital Sky Survey.

Jasny rentgenowski ogon znajdujący się w górnym lewym rogu zdjęcia skierowany jest prosto w stronę Abell 2142. Prawy panel przedstawia zbliżenie na ten ogon. Grupa galaktyk zawierająca cztery jasne galaktyk znajduje się blisko “głowy” podczas gdy “ogon” rozciąga się w górę i w lewo.  (Grupy galaktyk zawierają zazwyczaj od kilku do kilkudziesięciu galaktyk, w przeciwieństwie do znacznie większych gromad galaktyk). Kierunek ogona oraz ostra krawędź gorącego ogona wokół grupy galaktyk wskazują, że grupa opada niemal dokładnie w kierunku centrum Abell 2142. Zbliżenie na cztery jasne galaktyki G1, G3, G4 i G5 przedstawiono w zakresie rentgenowskim i optycznym. Galaktyka G2 jest obiektem tła i raczej nie należy do grupy galaktyk.

Gdy grupa galaktyk opada w kierunku Abell 2142, podąża z nią część gorącego gazu. Oderwany gaz przyjmuje kształt prostego i stosunkowo wąskiego ogona, który rozciąga się na ponad 800 000 lat świetlnych. Kształt ogona wskazuje, że pole magnetyczne wokół niego działa niczym osłona utrzymując tym samym kształt. W odległości miliona lat świetlnych ogon staje się nieregularny Może to oznaczać, że turbulencje gorącego gazu w gromadzie są silniejsze w tym miejscu i są silniejsze od działania osłony magnetycznej.

Credit: X-ray: NASA/CXC/Univ. of Geneva, D. Eckert. Optical: SDSS provided by CDS through Aladin

Dolna część ogona świeci jaśniej niż górna. Może to być spowodowane asymetrią gorącego gazu w grupie galaktyk. Taka asymetria z kolei może być skutkiem rozbłysku, którego źródłem może być supermasywna czarna dziura w jednej z galaktyk grupy lub proces łączenia galaktyk wewnątrz grupy. Takie zdarzenia mogą sprawić, że część gazu w grupie galaktyk łatwiej ulega oderwaniu niż inne.

Nowe dane z Chandry także dowodzą, że dwie z czterech jasnych galaktyk w grupie, G3 oraz G4, zawierają gwałtownie rosnące supermasywne czarne dziury. Oba źródła promieniowania rentgenowskiego nakładają się na siebie w zdjęciu z Chandry.

Credit: X-ray: NASA/CXC/Univ. of Geneva, D. Eckert. Optical: SDSS provided by CDS through Aladin

Artykuł opisujący wyniki badań opublikowano w periodyku Astronomy & Astrophysics.