Тайна спокойствия: древнее столкновение раскололо «самый расслабленный» кластер галактик

Десятилетиями астрономы описывали скопление галактик Абель 2029, огромный «город галактик» в созвездии Девы, как «самое спокойное скопление во Вселенной». Но под этой безмятежной внешностью, как выяснили ученые, скрываются отголоски древнего космического катаклизма.

Новые наблюдения рентгеновской обсерватории «Чандра» показывают гигантские «колыхания» (sloshing) в газе скопления, вызванные слиянием, произошедшим около 4 миллиардов лет назад. Исследователи полагают, что эти движения помогают нагревать газ наряду с энергией, выделяемой сверхмассивной черной дырой в его центре. Это могло бы объяснить, почему газ в скоплениях галактик остывает не так быстро, как ожидалось. Но, что примечательно, новые данные «Чандры» также выявили массивные подструктуры, видимые и сегодня, включая гигантские спирали, ударные фронты и волны перегретого газа, пульсирующие сквозь скопление.

«В целом, наши результаты показывают, что A2029 всё еще приходит в себя после прошлых взаимодействий, — пишут в новой статье исследователи под руководством астрофизика Кортни Уотсон из Бостонского университета. — Даже самые на первый взгляд расслабленные скопления могут скрывать богатую историю динамической активности».

Но, возможно, самое удивительное открытие ждало ученых впереди, когда они решили сравнить данные «Чандры» с результатами других телескопов.

Оказывается, колыхания газа не просто остаточное явление. Они создают в межгалактической среде структуры колоссальных масштабов. Одна из обнаруженных спиралей простирается почти на 2 миллиона световых лет — это одна из самых длинных непрерывных структур такого рода. Для сравнения: наша галактика Млечный Путь занимает всего 100 тысяч световых лет в поперечнике. Эта гигантская «воронка» из раскаленного газа медленно закручивается вокруг центра скопления, подобно воде, уходящей в сливное отверстие, только в тысячи раз горячее и медленнее.

Изучив форму странной вогнутой структуры, названной «бухтой», а также обширного «всплеска» более холодного газа на юго-востоке, команда Уотсон пришла к выводу, что эти детали не мог создать один лишь черный дыра. Компьютерное моделирование показало: около 4–5 миллиардов лет назад относительно небольшое скопление галактик на огромной скорости пронзило Абель 2029 насквозь. Гравитация более крупного объекта затормозила нарушителя и спустя время вернула его обратно для второго удара.

«Это похоже на то, как если бы в стакан с вином бросили камень, а затем заставили его колебаться, наклоняя бокал, — объясняет один из авторов исследования. — Только роль вина играет газ температурой в десятки миллионов градусов».

Это открытие меняет и взгляд на эволюцию галактик. Ранее считалось, что такие гигантские кластеры формируются очень медленно и редко сталкиваются в поздней Вселенной. Однако Абель 2029 доказывает обратное: даже в «спокойном» возрасте космические мегаполисы продолжают жить бурной жизнью, просто их главные драмы скрыты от поверхностного взгляда. Ученые теперь задаются новым вопросом: а может ли такое «скрытое колыхание» влиять на рождение новых звезд в центрах галактик, подогревая газ и не давая ему конденсироваться? Ответ на этот вопрос, вероятно, даст уже следующий, более чувствительный космический телескоп.