science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Abell 2384:De brug buigen tussen twee clusters van sterrenstelsels

Röntgenfoto, Gelabeld. Krediet:NASA/CXC/SAO/V.Parekh, et al

Enkele honderden miljoenen jaren geleden, twee clusters van melkwegstelsels botsten en gingen vervolgens door elkaar heen. Bij deze machtige gebeurtenis kwam een ​​vloed van heet gas vrij uit elk cluster van sterrenstelsels die een ongebruikelijke brug vormden tussen de twee objecten. Deze brug wordt nu geteisterd door deeltjes die worden weggedreven van een superzwaar zwart gat.

Melkwegclusters zijn de grootste objecten in het universum die door de zwaartekracht bij elkaar worden gehouden. Ze bevatten honderden of duizenden sterrenstelsels, enorme hoeveelheden gas van meerdere miljoenen graden die gloeien in röntgenstralen, en enorme reservoirs van onzichtbare donkere materie.

Het systeem dat bekend staat als Abell 2384 toont de gigantische structuren die kunnen ontstaan ​​wanneer twee clusters van sterrenstelsels botsen. Een oververhitte gasbrug in Abell 2384 wordt getoond in deze samengestelde afbeelding van röntgenstralen van NASA's Chandra X-ray Observatory en ESA's XMM-Newton (blauw), evenals de Giant Metrewave Radio Telescope in India (rood). Deze nieuwe weergave met meerdere golflengten onthult de effecten van een straaljager die wegschiet van een superzwaar zwart gat in het centrum van een melkwegstelsel in een van de clusters. De jet is zo krachtig dat hij de vorm van de gasbrug buigt, die zich uitstrekt over meer dan 3 miljoen lichtjaar en de massa heeft van ongeveer 6 biljoen zonnen.

Een gelabelde versie van de afbeelding volgt de vorm van de brug, markeert de positie van het superzware zwarte gat, en laat zien waar de jet het hete gas in de brug zijwaarts duwt op de plaats van aanvaring. De lob van radio-emissie die het einde van elke jet markeert, wordt ook getoond. Op de plaats van aanvaring, astronomen vonden bewijs voor een schokfront, vergelijkbaar met een sonische knal van een supersonisch vliegtuig, die het gas warm kan houden en kan voorkomen dat het afkoelt om nieuwe sterren te vormen.

Radiobeeld, Gelabeld. Krediet:NASA/CXC/NCRA/GMRT

De radiostraling strekt zich ongeveer 1,2 miljoen lichtjaar uit van het zwarte gat naar het noorden en ongeveer 1,7 miljoen lichtjaar naar het zuiden. De noordelijke radiostraling is ook zwakker dan de zuidelijke. Deze verschillen kunnen worden verklaard doordat de radio-emissie naar het noorden wordt vertraagd door de inslag van de jet met het hete gas in de brug.

Chandra heeft vaak holtes waargenomen in heet gas, gecreëerd door jets in de centra van clusters van sterrenstelsels, zoals de Perseus-cluster, MS 0735 en de Ophiuchus-cluster. Echter, Abell 2384 biedt een zeldzaam geval van een dergelijke interactie die optreedt in het buitenste gebied van een cluster. Het is ook ongebruikelijk dat het superzware zwarte gat dat de jet aandrijft, zich niet in het grootste sterrenstelsel in het centrum van de cluster bevindt.

Astronomen beschouwen objecten als Abell 2384 als belangrijk voor het begrijpen van de groei van clusters van sterrenstelsels. Op basis van computersimulaties, het is aangetoond dat na een botsing tussen twee clusters van sterrenstelsels, ze oscilleren als een slinger en gaan verschillende keren door elkaar voordat ze samensmelten om een ​​grotere cluster te vormen. Op basis van deze simulaties astronomen denken dat de twee sterrenhopen in Abell 2384 uiteindelijk zullen samensmelten.

Abell 2384 bevindt zich 1,2 miljard lichtjaar van de aarde. Op basis van eerder werk, wetenschappers schatten dat de totale massa van Abell 2384 260 biljoen keer de massa van de zon is. Dit omvat de donkere materie, heet gas en de afzonderlijke sterrenstelsels.

Een paper waarin dit werk wordt beschreven, is gepubliceerd in het januari 2020-nummer van de Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society , en is online beschikbaar.