Twee clusters van melkwegstelsels die aan het samensmelten waren, creëerden een laag verrassend heet gas tussen hen, waarvan astronomen van de University of Colorado Boulder denken dat het wordt veroorzaakt door turbulentie die wordt veroorzaakt door met supersonische snelheden tegen elkaar aan te botsen.

De twee clusters, die samenkomen om de grotere melkwegcluster Abell 115 te creëren, bevinden zich op zo'n 2,4 miljard lichtjaar afstand. Het turbulente gebied van heet gas ingeklemd tussen de twee clusters, die CU Boulder Professor Jack Burns vergeleek met een kielzog achter een motorboot, is ongeveer 300 miljoen graden F. Dat is ongeveer drie keer zo heet als de twee kleinere clusterkernen en 10 keer heter dan de kern van de zon, zei Burns, hoofdonderzoeksauteur.

"We hadden niet verwacht zo'n heet gas te zien tussen de clustercomponenten, "zei Burns. "We denken dat de turbulentie is als een grote lepel die gassen opstookt, het omzetten van de bewegingsenergie van de fuserende clusters in thermische energie. Het is een manifestatie van hen die tegen elkaar bonzen als twee gigantische potten, iets wat we nog niet eerder hebben gezien."

Burns presenteerde de nieuwe bevindingen dinsdag in een persconferentie, 6 juni tijdens de 230e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Austin, Texas, 4-8 juni.

De twee samensmeltende clusters van sterrenstelsels bestaan ​​afzonderlijk uit honderden sterrenstelsels, elk zo groot of groter dan ons eigen Melkwegstelsel, zei Burns van CU Boulder's Center for Astrophysics and Space Astronomy. Individuele melkwegclusters, die duizenden sterrenstelsels kan omvatten, zijn de grootste zwaartekrachtgebonden objecten in het universum.

"Energiek gesproken, samensmeltingsgebeurtenissen van melkwegclusters zijn de grootste knallen in het universum sinds de oerknal, "zei Burns. "Deze zijn enorm, zeer dynamische systemen die tot op de dag van vandaag blijven evolueren."

De waarnemingen door het CU Boulder-team zijn gedaan met behulp van gegevens van NASA's in een baan om de aarde draaiende Chandra X-ray Observatory en de Karl G. Jansky Very Large Array, een radioastronomische faciliteit in de buurt van Socorro, New Mexico, beheerd door de National Radio Astronomy Observatory en gefinancierd door de National Science Foundation.

De computersimulaties van het team tonen regio's met relatief koel gas in de buurt van de kernen van elke fuserende cluster, wat aangeeft dat de twee objecten elkaar eerder hebben ontmoet - misschien een paar keer rondcirkelen en gas van elkaar strippen voordat ze samensmelten.

De co-auteurs van het onderzoek, allemaal van CASA, onder meer onderzoeksmedewerker Eric Hallman, promovendus Brian Alden, NASA Senior Postdoctoral Fellow David Rapetti en senior medewerker Abhirup Datta. De nieuwe studie werd gefinancierd door NASA's Astrophysical Data Analysis Program.

Om temperaturen binnen Abell 115 en andere vergelijkbare fuserende clusters te analyseren, Burns en zijn team hebben software ontwikkeld om temperatuurkaarten met hoog contrast te maken van alle clustergebieden in zowel het röntgen- als het radiogedeelte van het elektromagnetische spectrum. De nieuwe datapijplijn gebruikt de NASA Ames Research Center-supercomputer om 10, 000 tot 100, 000 spectra in elke cluster, zei Burns.

Het team blijft de radio-emissies onderzoeken die zich ver buiten Abell 115 uitstrekken tot in het intergalactische medium, inclusief hun relatie met het hete röntgengas.

"Deze radio-emissies worden veroorzaakt door elektronen in het magnetische veld van de melkwegcluster die met bijna de lichtsnelheid reizen, "zei Burns. "Het is duidelijk dat iets de elektronen heeft geactiveerd, waarvan we denken dat het verband houdt met het clusterbonzenproces."

Als onderdeel van het project, het CU Boulder-team bestudeert een steekproef van 50 andere clusters van sterrenstelsels ter vergelijking, zei Burns.

Wat biedt de toekomst voor Abell 115? "Onze computersimulaties laten zien dat deze clusterfusies erg gecompliceerd kunnen zijn in termen van het accretieproces, afhankelijk van de staat waarin we ze vangen, "zei Burns. "We geloven dat Abell 115 uiteindelijk zal 'ontspannen' en centraal zal worden gecondenseerd, wat relatief saai is in vergelijking met wat we nu zien."

Melkwegclusters vormen zich in wat bekend staat als het kosmische web van het universum, zei Burns. Het kosmische web bestaat uit lange, smalle filamenten van sterrenstelsels en intergalactisch gas gescheiden door enorme holtes. Astronomen geloven dat enkele kosmische webfilamenten honderden miljoenen lichtjaren kunnen uitrekken, een verbazingwekkende lengte als je bedenkt dat een enkel lichtjaar ongeveer 5.9 biljoen mijl is.