Nu de vakantieperiode nadert, mensen op het noordelijk halfrond zullen zich binnenshuis verzamelen om warm te blijven. In lijn met het seizoen, astronomen hebben twee groepen sterrenstelsels bestudeerd die naar elkaar toe snellen en hun eigen warmte produceren.

De meeste sterrenstelsels bestaan ​​niet op zichzelf. Liever, ze zijn door de zwaartekracht aan andere sterrenstelsels gebonden, ofwel in relatief kleine aantallen die bekend staan ​​als "sterrenstelselgroepen, " of veel grotere concentraties genaamd "sterrenstelselclusters", bestaande uit honderden of duizenden sterrenstelsels. Soms, deze verzamelingen sterrenstelsels worden door de zwaartekracht naar elkaar toe getrokken en versmelten uiteindelijk.

Met behulp van NASA's Chandra X-ray Observatory, ESA's XMM-Newton, de Gigantische Metrewave Radio Telescoop (GMRT), en optische waarnemingen met het Apache Point Observatory in New Mexico, een team van astronomen heeft ontdekt dat twee melkwegstelsels met een opmerkelijke snelheid van ongeveer 4 miljoen mijl per uur op elkaar botsen. Dit zou de meest gewelddadige botsing kunnen zijn die tot nu toe is gezien tussen twee melkweggroepen.

Het systeem heet NGC 6338, die zich op ongeveer 380 miljoen lichtjaar van de aarde bevindt. Deze samengestelde afbeelding bevat röntgengegevens van Chandra (weergegeven in rood) die heet gas laat zien met temperaturen tot ongeveer 20 miljoen graden Celsius, evenals koeler gas gedetecteerd met Chandra en XMM (weergegeven in blauw) dat ook röntgenstralen uitzendt. De Chandra-gegevens zijn gecombineerd met optische gegevens van de Sloan Digital Sky Survey, met de melkwegstelsels en sterren in het wit.

De onderzoekers schatten dat de totale massa in NGC 6338 ongeveer 100 biljoen keer de massa van de zon is. Dit aanzienlijke gewicht, waarvan ongeveer 83% in de vorm van donkere materie, 16% is in de vorm van heet gas, en 1% in sterren, geeft aan dat de melkweggroepen voorbestemd zijn om in de toekomst een melkwegcluster te worden. De botsing en fusie zullen voltooid zijn, en het systeem zal door de zwaartekracht meer sterrenstelsels blijven verzamelen.

Eerdere studies van NGC 6338 hebben bewijs geleverd voor de gebieden met koelere, Röntgenstraling uitzendend gas rond de centra van de twee melkweggroepen (bekend als "koele kernen"). Deze informatie heeft astronomen geholpen om de geometrie van het systeem te reconstrueren, onthullend dat de botsing tussen de melkweggroepen bijna langs de gezichtslijn naar de aarde plaatsvond. Deze bevinding is bevestigd met de nieuwe studie.

De nieuwe gegevens van Chandra en XMM-Newton laten ook zien dat het gas links en rechts van de koele kernen, en daartussenin, lijkt te zijn verwarmd door schokfronten - vergelijkbaar met de sonische knallen gecreëerd door supersonische vliegtuigen - gevormd door de botsing van de twee melkweggroepen. Dit patroon van schokverwarmd gas is voorspeld door computersimulaties, maar NGC 6338 is misschien wel de eerste fusie van melkwegstelsels die dit duidelijk laat zien. Een dergelijke verwarming zal voorkomen dat een deel van het hete gas afkoelt om nieuwe sterren te vormen.

Een tweede warmtebron die vaak wordt aangetroffen in groepen en clusters van sterrenstelsels is energie die wordt geleverd door uitbarstingen en jets van hogesnelheidsdeeltjes die worden gegenereerd door superzware zwarte gaten. Momenteel lijkt deze warmtebron inactief te zijn in NGC 6338 omdat er geen bewijs is voor jets van superzware zwarte gaten die gebruikmaken van radiogegevens van de GMRT. Deze afwezigheid kan de filamenten van koelgas verklaren die zijn gedetecteerd in röntgen- en optische gegevens rond het grote sterrenstelsel in het centrum van de koele kern in het zuiden. De filters die in de composietafbeelding worden gebruikt, laten de optische filamenten niet zien, en de röntgenfilamenten zijn de kleine, vingerachtige structuren die voortkomen uit het midden van de koele kern in het zuiden, om ongeveer 2 uur, 7 uur en 8 uur.

Een paper waarin deze resultaten worden beschreven, werd gepubliceerd in het septembernummer van 2019 van de Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society en is online beschikbaar. De eerste auteur is Ewan O'Sullivan van het Center for Astrophysics | Harvard &Smithsonian (CfA) in Cambridge, Massachusetts, en de co-auteurs zijn Gerrit Schellenberger (CfA), Doug Burke (CfA), Ming Sun (Universiteit van Alabama in Huntsville, Alabama), Jan Vrtilek (CfA), Larry David (CfA) en Craig Sarazin (Universiteit van Virginia, Virginia).