Bijna alle clusters van sterrenstelsels ervaren fusies. Terwijl een fusie plaatsvindt, een specifiek spiraalpatroon kan vaak worden waargenomen in röntgenfoto's. Zo'n spiraalvormig kenmerk is te wijten aan de beweging van het klotsende gas dat wordt veroorzaakt door een fusie. Het is gemakkelijk om in het dagelijks leven een fenomeen waar te nemen dat lijkt op klotsend gas:wanneer u een wijnglas met vloeistof ronddraait, je zult zien hoe het water meedraait met het glas. Ontdekken hoe snel het klotsende gas in clusters van sterrenstelsels beweegt, heeft een diepgaande astronomische betekenis en is daarom van groot belang voor astronomen. Een groep onderzoekers uit Taiwan en Japan heeft het nu gemeten met een nieuwe techniek.

De hoofdonderzoeker van het onderzoek, Dr. Shutaro Ueda van het Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA), zegt, Fusie is de belangrijkste factor in de evolutie van clusters van melkwegstelsels. Het meten van de snelheid van klotsend gas is dus cruciaal om niet alleen de oorsprong van de beweging te begrijpen, maar ook de evolutie van clusters van melkwegstelsels. Maar onze kennis over de snelheid van klotsend gas is zeer beperkt vanwege de moeilijkheid van meten.Tot nu toe, slechts enkele resultaten worden gerapporteerd. Dankzij hoogwaardige Chandra-röntgen- en ALMA-beelden, we zijn erin geslaagd een nieuwe techniek te ontwikkelen om de puzzel op te lossen door beide afbeeldingen te combineren en de kleine verstoringen van het gas in een verre melkwegcluster te berekenen."

Het meten van het bewegende gas is altijd belangrijk geweest voor astronomen omdat beweging niet alleen een basisaspect is in de natuurkunde, maar ook een belangrijk kenmerk van astronomische objecten. De beweging van astronomische objecten kan ons direct vertellen wat er in de systemen is gebeurd. Daarom, het meten van de beweging is een belangrijke stap in de richting van de oorsprong, dominante mechanismen, en de aard van het astronomische object.

In het geval van clusters van sterrenstelsels, er worden veel soorten kenmerken gevonden die wijzen op beweging van het intra-clustermedium. Ze worden geassocieerd met de evolutie van clusters van sterrenstelsels. Het is, echter, moeilijk om de beweging van het intra-clustermedium in clusters van sterrenstelsels te meten vanwege de energieresolutie van röntgen-CCD-camera's. De kennis van het snelheidsveld was dus beperkt tot slechts een paar monsters uit honderden clusters van sterrenstelsels, ook al zijn er de afgelopen twee decennia een aantal waarnemingen gedaan.

In aanvulling, de metingen waren beperkt tot de gezichtslijnsnelheid van het intra-clustermedium, omdat alleen het Doppler-effect op emissielijnen van sterk geïoniseerd ijzer kan worden gebruikt om de snelheid in röntgenstralen te meten. Onlangs, er is een nieuwe methode voorgesteld om het snelheidsveld te meten door te focussen op de verstoring in röntgenbeelden, maar de studie op basis van deze methode is tot nu toe beperkt. Daarom, het meten van de beweging van het intra-cluster medium is nog steeds een van de hotste onderwerpen, en zijn snelheid is een van de belangrijkste fysieke grootheden om de aard van clusters van sterrenstelsels te begrijpen.

De auteurs van dit artikel besloten de snelheid te meten in een lichtgevend röntgenstelselcluster RX J1347.5-1145 van Chandra en ALMA. Dr. Ueda voegde toe:"Natuurlijk, we moeten Chandra X-ray Observatory en ALMA gebruiken, omdat alleen deze twee ons de hoge hoekresolutie bieden die het observeren van verre clusters van sterrenstelsels vereist. De objecten zijn zo klein aan de hemel."

De tweede auteur van dit artikel, Prof. Tetsu Kitayama aan de Toho University, zegt, "We hebben de snelheid van het gas in een verre cluster van sterrenstelsels geschat door röntgenobservatie en het Sunyaev-Zel'dovich-effect (SZE) -gegevens te combineren, en door de toestandsvergelijking op te lossen. Uiteindelijk, we hebben direct observationeel bewijs verkregen voor de subsonische aard van de klotsende beweging in een cluster van sterrenstelsels op 4,8 miljard jaar afstand van de aarde. Dit betekent dat de klotsende beweging vrij zacht en bijna in drukevenwicht is. We verwachten dat dergelijke metingen voor een groot aantal clusters van sterrenstelsels mogelijk zullen worden zodra de nieuwe ALMA Band 1-ontvangers, wordt nu gebouwd onder leiding van ASIAA, zijn voltooid."

Dr. Keiichi Umetsu, een bekende kosmoloog en een research fellow van ASIAA, zegt, "Het begrijpen van de fysieke toestand van clusters van melkwegstelsels en hun evenwichtsniveau is niet alleen essentieel voor de fysica van clusters van melkwegstelsels, maar ook voor studies van kosmologie, omdat ze de meest massieve objecten zijn die in het universum zijn gevormd. Deze studie biedt een nieuw venster op het snelheidsveld van het gas in clusters van sterrenstelsels. Vanaf nu, de nieuwe techniek die door het team is ontwikkeld, kan een nieuwe dimensie van waarneembaarheid toevoegen voor astronomen om de aard en evolutie van clusters van sterrenstelsels te verkennen."