Astronomen hebben gegevens van NASA's Chandra X-ray Observatory gebruikt om een ​​dramatisch beeld vast te leggen van een enorme staart van heet gas die zich meer dan een miljoen lichtjaar uitstrekt achter een groep sterrenstelsels die in de diepten van een nog grotere cluster van sterrenstelsels vallen . Ontdekkingen als deze helpen astronomen om meer te weten te komen over de omgeving en de omstandigheden waaronder de grootste structuren van het heelal evolueren.

Clusters van sterrenstelsels zijn de grootste structuren in het heelal die door de zwaartekracht bij elkaar worden gehouden. Hoewel clusters van sterrenstelsels honderden of zelfs duizenden individuele sterrenstelsels kunnen bevatten, het leeuwendeel van de massa in een cluster van sterrenstelsels komt van heet gas, die röntgenstralen afgeeft, en onzichtbare donkere materie. Hoe zijn deze kosmische reuzen zo groot geworden?

Deze nieuwe afbeelding laat één manier zien:het vastleggen van sterrenstelsels terwijl ze worden aangetrokken door de buitengewoon krachtige zwaartekracht van een cluster van sterrenstelsels. In het linkerpaneel, een brede blik op het cluster, genaamd Abell 2142, is gezien. Abell 2142 bevat honderden sterrenstelsels ingebed in multi-miljoen graden gas gedetecteerd door Chandra (paars). Het centrum van de melkwegcluster bevindt zich in het midden van de paarse emissie, in het onderste deel van de afbeelding. Alleen het dichtste hete gas wordt hier getoond, wat inhoudt dat minder dicht gas verder weg van het midden van het cluster niet wordt weergegeven in de paarse emissie. In deze samengestelde afbeelding de Chandra-gegevens zijn in rood gecombineerd met optische gegevens van de Sloan Digital Sky Survey, groente, en blauw.

Een heldere röntgenstaart in de linkerbovenhoek van de afbeelding richt recht op Abell 2142. Het rechterpaneel bevat een beter zicht op deze staart. Een melkweggroep met vier heldere melkwegstelsels bevindt zich in de buurt van de "kop", terwijl de "staart" zich linksboven uitstrekt. (Galaxy-groepen, zoals gedefinieerd door astronomen een handvol tot enkele tientallen sterrenstelsels bevatten, in tegenstelling tot veel dichtbevolkte clusters van melkwegstelsels.) De richting van de staart en de scherpe voorrand van het hete gas rond de melkweggroep, geïdentificeerd in de gelabelde versie, laat zien dat de groep bijna direct naar het centrum van Abell 2142 valt. Een close-up van de vier heldere sterrenstelsels (genaamd G1, G3, G4 en G5) wordt weergegeven als een optisch en röntgenbeeld. Het sterrenstelsel G2 is een achtergrondobject, in plaats van een lid van de melkweggroep.

Terwijl de groep sterrenstelsels in Abell 2142 valt, een deel van het hete gas wordt verwijderd, net als bladeren van een boom in de herfst tijdens een sterke windvlaag. Als het gas wordt verwijderd, het vormt een rechte en relatief smalle staart die zich uitstrekt over ongeveer 800, 000 lichtjaren. De vorm van de staart suggereert dat magnetische velden eromheen gedrapeerd werken als een schild om het gas tegen te houden. Meer dan ongeveer een miljoen lichtjaar, de staart flakkert en wordt onregelmatig. Dit kan betekenen dat de turbulentie in het hete gas van de cluster van melkwegstelsels sterker is in dat gebied, helpen om het effect van het magnetische schild af te breken.

De onderkant van de staart loopt meer uit dan de bovenkant. Dit kan worden veroorzaakt door een eerdere asymmetrie in het hete gas in de melkweggroep. Zo'n asymmetrie kan het gevolg zijn van een uitbarsting die wordt gegenereerd door een superzwaar zwart gat in een van de sterrenstelsels in de groep, of van fusies tussen sterrenstelsels in de groep. Dergelijke gebeurtenissen kunnen ertoe leiden dat sommige delen van het gas van de melkweggroep gemakkelijker worden verwijderd dan andere.

De nieuwe Chandra-gegevens bevestigen ook dat twee van de vier heldere sterrenstelsels in de groep, G3 en G4, bevatten snelgroeiende, superzware zwarte gaten. De twee corresponderende röntgenbronnen overlappen elkaar nauw in het Chandra-beeld.

Een paper waarin de resultaten worden beschreven, onder leiding van Dominique Eckert van de Universiteit van Genève in Zwitserland, verscheen in de Astronomie en astrofysica tijdschrift en is online beschikbaar. NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, beheert het Chandra-programma voor NASA's Science Mission Directorate in Washington. Het Smithsonian Astrophysical Observatory in Cambridge, Massachusetts, bestuurt Chandra's wetenschappelijke en vliegoperaties.