Röntgenemission in Blau; ursprünglich entdeckter roter Klumpen im Südostlappen. (ESA/XMM-Newton) Im gähnenden Vakuum des intergalaktischen Raums lauert etwas Großes.
Keine Galaxie, obwohl sie eine vergleichbare Größe hat: Eine riesige Wolke aus heißem, schwach leuchtendem Gas, größer als die Milchstraße, im Raum zwischen Galaxien, die sich zu einem riesigen Haufen zusammenschließen.
Wissenschaftler glauben, dass diese Wolke möglicherweise kurzerhand aus einer Galaxie im Cluster entfernt wurde, die erste Gaswolke dieser Art, die wir je gesehen haben. Noch überraschender ist, dass es sich nicht aufgelöst hat, sondern über Hunderte von Millionen Jahren verklumpt geblieben ist.
Dies verrät uns nicht nur etwas Neues über die Umgebung innerhalb von Galaxienhaufen, es bietet auch einen neuen Weg, diese kolossalen Strukturen zu erforschen und zu verstehen.
„Das ist eine aufregende und auch überraschende Entdeckung.“ „Es zeigt, dass es in der Astronomie als ältester Naturwissenschaft immer wieder neue Überraschungen gibt.“ sagte der Physiker Ming Sun der University of Alabama in Huntsville.
Galaxienhaufen sind, wie der Name schon sagt, Gruppen von Galaxien, die gravitativ miteinander verbunden sind. Der Galaxienhaufen, in dem unsere „verwaiste“ Gaswolke gefunden wurde, heißt Abell 1367 oder Leo-Cluster und ist etwa 300 Millionen Lichtjahre entfernt. Es enthält mindestens 72 große Galaxien und ist Teil eines größeren Supercluster-Komplexes.
Solche Umgebungen haben es oft Viel los , und Astronomen schauen gerne in sie hinein, um herauszufinden, wie unser Universum verbunden ist. Im Jahr 2017 entdeckten Astronomen mit dem japanischen Subaru-Teleskop etwas, das wie eine kleine, warme Wolke in Abell 1367 aussah. Da der Ursprung unklar war, gingen sie mit weiteren Instrumenten zurück, um einen genaueren Blick darauf zu werfen.
Ein Team unter der Leitung des Astronomen Chong Ge von der University of Alabama in Huntsville nutzte neben Subaru auch das XMM-Newton-Röntgenteleskop der ESA und den Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) am Very Large Telescope – und zu ihrer Überraschung Sie fanden Röntgenemissionen, die zeigten, dass die Wolke größer war, als sie zunächst dachten.
Tatsächlich viel größer – größer als die Milchstraße, mit einer Masse, die etwa 10 Milliarden Mal so groß ist wie die der Sonne. Und es schien mit keiner bekannten Galaxie im Haufen in Verbindung zu stehen. Es trieb einfach dahin. Doch die Fülle an Daten ermöglichte es den Forschern, die Temperatur des Gases zu bestimmen und so Hinweise auf seine Herkunft zu liefern.
Die Temperatur der Wolke liegt zwischen 10.000 und 10.000.000 Kelvin – im Einklang mit Gas, das in Galaxien, dem interstellaren Medium, zu finden ist. Das viel dünnere heiße Gas des Intracluster-Mediums (der Raum zwischen Galaxien im Cluster) ist mit etwa 100 Millionen Kelvin noch heißer.
Dies deutet darauf hin, dass die Gaswolke einer Galaxie entzogen wurde, als sie sich durch den Weltraum bewegte.
„Das Gas in der Wolke wird durch den Staudruck des heißen Gases im Haufen entfernt, wenn die Muttergalaxie im heißen Gas mit einer Geschwindigkeit von 1.000 bis 2.000 Kilometern [620 bis 1.240 Meilen] pro Sekunde aufsteigt.“ Sagte Sun .
„Es ist, als würden Haare und Kleidung nach hinten fliegen, wenn man gegen starken Gegenwind vorwärtsläuft.“ Sobald die Wolke aus der Wirtsgalaxie entfernt ist, ist sie zunächst kalt und verdunstet im Wirtsmedium innerhalb des Galaxienhaufens, so wie Eis, das im Sommer schmilzt.
Das ist faszinierend, aber irgendwie seltsam – denn die Forscher konnten keine nahegelegenen Galaxien finden, die für dieses kürzliche Ereignis verantwortlich sein könnten. Doch wenn das Gas bereits vor Hunderten von Millionen Jahren aus seiner Galaxie gerissen worden war, wie dieser Mangel an Nähe nahelegte, wie konnte es dann nicht in das Medium innerhalb des Galaxienhaufens diffundieren?
Um dies herauszufinden, führte das Team Berechnungen durch und stellte fest, dass ein Magnetfeld die Gaswolke über lange Zeiträume hinweg gegen die Instabilitäten zusammenhalten kann, die sie sonst auseinanderreißen müssten.
Angesichts der hohen Masse der Wolke folgerte das Team, dass die Muttergalaxie, aus der sie herausgerissen wurde, eine große und massereiche Galaxie war. Dies könnte ihnen dabei helfen, herauszufinden, um welche Galaxie es sich handelte. Ein weiterer Hinweis könnten Gasspuren sein, die aus der Wolke austreten und in die richtige Richtung weisen könnten.
Darüber hinaus verfügen Wissenschaftler jetzt, da eine einsame Wolke identifiziert wurde, über eine Reihe von Daten, die dabei helfen werden, in Zukunft weitere solcher Wolken zu identifizieren. Dies wird wertvolle Informationen über die Dynamik innerhalb des Galaxienhaufens und die Verteilung der Materie in Galaxienhaufen liefern.
Außerdem haben wir jetzt Beobachtungsnachweise dafür, dass das Intracluster-Medium Galaxien von ihrem Gas befreien kann.
„Da es sich um die erste isolierte Wolke handelt, die sowohl in der H-Alpha-Spektrallinie als auch im Röntgenbereich eines Galaxienhaufens leuchtet, zeigt sie, dass das aus Galaxien entfernte Gas Klumpen im Intracluster-Medium erzeugen kann, und diese Klumpen können mit weitreichenden Methoden entdeckt werden.“ ' Sagte Sun .
Die Forschung wurde im veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society .