Астрономы нашли последний недостающий фрагмент головоломки о столкновении скоплений галактик

Первый и последний наблюдались много раз, но до сих пор острый конус отсутствовал.

Столкновения скоплений галактик проходят разные стадии, принимая разные формы. Грубая версия модели состоит из трех стадий: сначала тупая форма тела (см. Группа пуль), затем острый конус (см. ZwCl 2341 + 0000), а затем форма язычка (см. Abell 168). До сих пор астрономы упускали из виду среднюю часть головоломки в своих наблюдениях. Теперь они нашли его с ZwCl 2341 + 0000. В верхнем левом углу (1E2216 / 1E2215) вы видите два скопления галактик до столкновения. В правом верхнем углу (Кластер комы) вы видите конечный результат после того, как слияние прошло достаточно времени, чтобы достичь своей окончательной формы. Все это рентгеновские снимки, показывающие внутрикластерную среду (ICM). ICM – это вопрос, который на самом деле сталкивается. Галактики и возможная темная материя дрейфуют без помех, за исключением гравитационного притяжения. Предоставлено: SRON Нидерландский институт космических исследований.

Большинство галактик живут скоплениями: группами из сотен или даже тысяч галактик. Между ними много места, заполненного горячим газом, называемым внутрикластерной средой (ICM). Галактики можно наблюдать в видимом свете, например, с помощью космического телескопа Хаббл, но ICM можно наблюдать только с помощью рентгеновских телескопов, потому что он чрезвычайно горячий – сотни миллионов градусов по Цельсию. Имея всего 1 частицу на литр, он чрезвычайно воздушный, но, поскольку он занимает так много места, он все равно добавляет скоплению в десять раз больше массы, чем галактики внутри. Обширность пространства внутри кластера также становится очевидной при столкновении с соседним кластером. Галактики просто дрейфуют друг от друга невредимыми, в то время как ICM фактически сталкивается.

Астрономы видели множество стадий столкновений в ночном небе. Все наблюдаемые формы представляют собой либо тупое тело, как знаменитое скопление пуль, либо язычковую форму, простирающуюся вперед, как Abell 168. Последняя считается одной из последних стадий столкновения, а первая – одной из первых. Моделирование предсказывает, что промежуточная ступень должна иметь форму острого конуса, но этого никогда не наблюдалось. Теперь группа астрономов, в том числе первый автор Сяоюань Чжан (СРОН / Лейденская обсерватория), наконец нашла этот последний кусок головоломки.

Команда нашла конус после глубокого наблюдения скопления галактик ZwCl 2341 + 0000, направив на него рентгеновский телескоп Chandra в течение 55 часов. Соавтор исследования Аврора Симионеску из SRON / Лейденской обсерватории сказала: «Стадия острого конуса очень мимолетна. Это только последний[s] на короткое время, поэтому мы очень рады, что смогли его поймать ».

Точно так же, как когда-то фермеры получали информацию о погоде из облаков, астрономы изучают формы столкновений скоплений, чтобы больше узнать о Вселенной. Пулевое скопление, вероятно, самый известный пример, так как оно считается дымящимся пистолетом для существования темной материи. ICM обоих сталкивающихся кластеров замедлился, одна сторона имеет тупое тело или форму «пули». Это видно на рентгеновских снимках (на изображениях выделено розовым цветом).

Галактики, видимые в обычном свете, уже находятся намного дальше от центра столкновения, поскольку не сталкиваются друг с другом и лишь немного замедляются гравитацией. Большая часть невидимой массы, нанесенная на карту посредством гравитационного линзирования фоновых объектов, также перемещалась практически без изменений (см. Синий цвет на изображениях). Это свидетельство того, что эта невидимая масса действительно является темной материей, а не частью «нормальной» материи ICM.