Zusammengesetztes Röntgen- und optisches Bild von Abell 98. (Kaninchen Sarkar) Die kolossale Schockwelle, die in den ersten Stadien einer Kollision zwischen einigen der massereichsten Strukturen im Universum entsteht, wurde gerade zum ersten Mal gesehen und abgebildet.
Die Entdeckung erfolgte im Galaxienhaufen Abell 98, einer großen Struktur bestehend aus drei kleineren Unterhaufen von Galaxien, die mehr als 1,2 Milliarden Lichtjahre vom Sonnensystem entfernt liegt.
Dort enthält ein riesiger Gasfaden den enormen Schock entlang der Verschmelzungsachse, der theoretisch als erster „Kontakt“ zwischen zwei Untergalaxienhaufen zu Beginn ihrer Verschmelzung gilt.
„Mit dieser Entdeckung haben wir zwei Unterhaufen eines Galaxienhaufens in einer entscheidenden frühen Epoche des Verschmelzungsprozesses erfasst, mit einer starken Erschütterung zwischen ihnen, die ein fehlendes Bindeglied zur Bildung der massereichsten Strukturen in unserem Universum darstellt.“ sagte der Physiker und Astronom Arnab Sarkar der University of Kentucky.
Druckmessung über der Stoßwelle in Abel 98. (Arnab Sarkar)
Das Universum ist ständig dabei, mit sich selbst zu interagieren und sich selbst zu ordnen. Galaxien sind keine isolierten Einheiten, die durch den Weltraum treiben; Die Schwerkraft ist überall und das ständige Push-Pull und Wechselspiel führt zu Clustern, Superclustern, Megaclustern und so weiter Filamente , umeinander tanzend und immer größere Gebilde bildend.
Diese Interaktionen finden natürlich nicht im Entferntesten annähernd an menschliche Zeitskalen statt; Aber durch die Beobachtung von Haufen in unterschiedlichen Stadien der Verschmelzung können Astronomen rekonstruieren, wie diese Kollisionen stattfinden.
Wie Sie sich vorstellen können, ist die Gravitationsumgebung innerhalb von Galaxienhaufen ziemlich intensiv, wobei Unterhaufen zu größeren Strukturen innerhalb des Gesamthaufens verschmelzen.
Im Jahr 2014, Astronomen bemerkten dass zwei Unterhaufen innerhalb von Abell 98 – mit den Namen A98N und A98S – offenbar verschmelzen, was durch Helligkeits- und Temperatursignaturen in A98N belegt wird, die auf einen Verschmelzungsschock zwischen den beiden schließen lassen.
Sarkar und sein Team präsentierten ihre Ergebnisse auf der 240. Treffen der American Astronomical Society , hat sich die Region zwischen den beiden Teilhaufen mithilfe der Erdumlaufbahn genauer angeschaut Chandra-Röntgenobservatorium . Dort fanden sie das, was sie als „endgültigen Beweis“ für eine Schockkante südlich der A98N bezeichnen.
Das sei eine Riesensache, sagen sie. Obwohl Verschmelzungen zwischen und innerhalb von Galaxienhaufen recht häufig vorkommen müssen (weil das Universum ja voller Galaxienhaufen ist), ist es ziemlich selten, dass man sie im Frühstadium erwischt. In den späteren Stadien sehen wir viel, einschließlich der Schockwellen, die durch diese extremen Wechselwirkungen erzeugt werden, aber nur sehr wenige, wenn sich die Cluster zusammenziehen.
Das mag daran liegen, dass sie schwerer zu erkennen sind, aber die Entdeckung von Sarkar und seinen Kollegen könnte künftige Suchvorgänge beeinflussen, indem sie einige Informationen darüber liefert, wonach gesucht werden muss. Und natürlich füllt es einige der entscheidenden Lücken in unserem Verständnis darüber, wie Clusterfusionen stattfinden und sich entwickeln. Das bedeutet, dass wir bessere Vorhersagen über die Entwicklung von Galaxienhaufen machen können.
„Dieses Ergebnis ist wichtig, weil verschiedene Computersimulationen uns scheinbar unterschiedliche Dinge darüber sagen, was wir zu Beginn einer Galaxienhaufenverschmelzung beobachten sollten.“ Sagte Sarkar . „Hier haben wir ein Bild davon, wie dieser Prozess tatsächlich aussieht, und das kann als Grundlage für unsere theoretischen Modelle verwendet werden.“
Die Forschungsergebnisse des Teams wurden auf der vorgestellt 240. Treffen der American Astronomical Society . Ein Papier mit einer Beschreibung der Ergebnisse wurde eingereicht Das Astrophysikalische Journal , und ist verfügbar unter arXiv .