Zusammengesetztes Bild von MACSJ0717. Kredit: Röntgen (NASA/CXC/IfA/C. Ma et al.); Optisch (NASA/STScI/IfA/C. Ma et al.)
Es ist heiß. Es ist überfüllt. Und es ist eine der wildesten Weltraumpartys, die Astronomen je gesehen haben.
Ein Forschungsteam, das eine Kombination aus drei leistungsstarken Teleskopen verwendet, verstreut die Bohnen auf dem Galaxienhaufen MACSJ0717.5+3745 (kurz MACSJ0717), der sich etwa 5,4 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Das wilde System enthält vier separate Galaxienhaufen, die einer dreifachen Verschmelzung unterliegen – das erste Mal, dass ein solches Phänomen dokumentiert wurde – und das ist erst der Anfang.
Galaxienhaufen sind die größten durch die Schwerkraft gebundenen Objekte im Universum. Mithilfe von Daten des Chandra-Röntgenobservatoriums der NASA, des Hubble-Weltraumteleskops und des Keck-Observatoriums auf dem Mauna Kea, Hawaii, konnten Astronomen die dreidimensionale Geometrie und Bewegung in MACSJ0717 bestimmen.
Sein 13 Millionen Lichtjahre langer Strom aus Galaxien, Gas und dunkler Materie – bekannt als Filament – ergießt sich in eine Region, die bereits voller Galaxien ist. Wie eine Autobahn, die auf einen vollen Parkplatz mündet, hat dieser Strom von Galaxien eine Kollision nach der anderen verursacht.
„Zusätzlich zu dieser enormen Anhäufung ist MACSJ0717 auch wegen seiner Temperatur bemerkenswert“, sagte Hauptautorin Cheng-Jiun Ma von der University of Hawaii. „Da bei jeder dieser Kollisionen Energie in Form von Wärme freigesetzt wird, hat MACS0717 eine der höchsten Temperaturen, die jemals in einem solchen System beobachtet wurden.“
Obwohl das Filament, das zu MACJ0717 führte, zuvor entdeckt wurde, zeigen diese Ergebnisse zum ersten Mal, dass es die Quelle dieser galaktischen Schläge war. Der Beweis ist zweifach. Zunächst verfolgten die Forscher durch den Vergleich der Position des Gases und der Galaxienhaufen die Bewegungsrichtung der Haufen, die in den meisten Fällen mit der Ausrichtung des Filaments übereinstimmte. Zweitens ist die größte heiße Region in MACSJ0717 dort, wo das Filament den Cluster schneidet, was auf anhaltende Auswirkungen hindeutet.
„MACSJ0717 zeigt, wie riesige Galaxienhaufen auf einer Skala von vielen Millionen Lichtjahren mit ihrer Umgebung interagieren“, sagte Teammitglied Harald Ebeling, ebenfalls von der University of Hawaii. 'Dies ist ein wunderbares System, um zu untersuchen, wie Cluster wachsen, wenn Material entlang von Filamenten in sie fällt.'
Computersimulationen zeigen, dass die massereichsten Galaxienhaufen in Regionen wachsen sollten, in denen sich großräumige Filamente aus intergalaktischem Gas, Galaxien und dunkler Materie kreuzen und Material entlang der Filamente nach innen fällt.
„Es ist aufregend, dass die Daten, die wir von MACSJ0717 erhalten, dem in den Simulationen dargestellten Szenario sehr gut entsprechen“, sagte Ma.
In Zukunft hoffen Ma und sein Team, noch tiefere Röntgendaten verwenden zu können, um die Temperatur des Gases über die gesamte Ausdehnung des Filaments von 13 Millionen Lichtjahren zu messen. Es bleibt noch viel über die Eigenschaften von heißem Gas in Filamenten zu lernen und ob ein Einfall entlang dieser Strukturen das Gas in Clustern über große Maßstäbe hinweg erheblich erhitzen kann.
„Dies ist der spektakulärste und am stärksten gestörte Cluster, den ich je gesehen habe“, sagt Ma, „und wir glauben, dass wir viel mehr darüber lernen können, wie die Struktur in unserem Universum wächst und sich entwickelt.“
Das Papier, in dem diese Ergebnisse beschrieben wurden, erschien in der Ausgabe vom 10. März vonAstrophysikalische Zeitschriftenbriefe.
Quelle: Harvard University Chandra-Site . Weitere Informationen finden Sie bei der NASA Chandra-Site , und das Papier ist verfügbar Hier .