Con l'avvicinarsi delle festività natalizie, le persone nell'emisfero settentrionale si riuniranno in casa per stare al caldo. In linea con la stagione, gli astronomi hanno studiato due gruppi di galassie che stanno correndo insieme e producono il proprio calore.

La maggior parte delle galassie non esiste isolatamente. Piuttosto, sono legati ad altre galassie attraverso la gravità o in numeri relativamente piccoli noti come "gruppi di galassie, " o concentrazioni molto più grandi chiamate "ammassi di galassie" costituite da centinaia o migliaia di galassie. A volte, questi insiemi di galassie sono attratti l'uno verso l'altro dalla gravità e alla fine si fondono.

Utilizzando l'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA, XMM-Newton dell'ESA, il Giant Meterwave Radio Telescope (GMRT), e osservazioni ottiche con l'Osservatorio di Apache Point nel New Mexico, un team di astronomi ha scoperto che due gruppi di galassie si stanno scontrando l'uno con l'altro a una velocità notevole di circa 4 milioni di miglia all'ora. Questa potrebbe essere la collisione più violenta mai vista tra due gruppi di galassie.

Il sistema si chiama NGC 6338, che si trova a circa 380 milioni di anni luce dalla Terra. Questa immagine composita contiene dati a raggi X di Chandra (visualizzati in rosso) che mostrano gas caldo con temperature superiori a circa 20 milioni di gradi Celsius, così come il gas più freddo rilevato con Chandra e XMM (mostrato in blu) che emette anche raggi X. I dati di Chandra sono stati combinati con i dati ottici della Sloan Digital Sky Survey, che mostra le galassie e le stelle in bianco.

I ricercatori stimano che la massa totale contenuta in NGC 6338 sia circa 100 trilioni di volte la massa del Sole. Questo peso significativo, di cui circa l'83% è sotto forma di materia oscura, il 16% è sotto forma di gas caldo, e 1% in stelle, indica che i gruppi di galassie sono destinati a diventare un ammasso di galassie in futuro. La collisione e la fusione si completeranno, e il sistema continuerà ad accumulare più galassie attraverso la gravità.

Precedenti studi di NGC 6338 hanno fornito prove per le regioni più fredde, Raggi X che emettono gas intorno ai centri dei due gruppi di galassie (noti come "nuclei freddi"). Queste informazioni hanno aiutato gli astronomi a ricostruire la geometria del sistema, rivelando che la collisione tra i gruppi di galassie è avvenuta quasi lungo la linea di vista della Terra. Questo risultato è stato confermato con il nuovo studio.

I nuovi dati Chandra e XMM-Newton mostrano anche che il gas a sinistra e a destra dei nuclei freddi, e in mezzo a loro, sembra essere stato riscaldato da fronti d'urto, simili ai boom sonici creati da aerei supersonici, formati dalla collisione dei due gruppi di galassie. Questo modello di gas riscaldato d'urto è stato previsto da simulazioni al computer, ma NGC 6338 potrebbe essere la prima fusione di gruppi di galassie a dimostrarlo chiaramente. Tale riscaldamento impedirà a parte del gas caldo di raffreddarsi per formare nuove stelle.

Una seconda fonte di calore che si trova comunemente in gruppi e ammassi di galassie è l'energia fornita da esplosioni e getti di particelle ad alta velocità generati da buchi neri supermassicci. Attualmente questa fonte di calore sembra essere inattiva in NGC 6338 perché non ci sono prove per getti di buchi neri supermassicci che utilizzano dati radio dal GMRT. Questa assenza potrebbe spiegare i filamenti di gas di raffreddamento rilevati nei dati a raggi X e ottici attorno alla grande galassia al centro del nucleo freddo a sud. I filtri utilizzati nell'immagine composita non mostrano i filamenti ottici, e i filamenti a raggi X sono i piccoli, strutture simili a dita che emanano dal centro del nucleo freddo a sud, alle 2 circa, ore 7 e ore 8.

Un documento che descrive questi risultati è stato pubblicato nel numero di settembre 2019 del Avvisi mensili della Royal Astronomical Society ed è disponibile online. Il primo autore è Ewan O'Sullivan del Center for Astrophysics | Harvard &Smithsonian (CfA) a Cambridge, Massachusetts, e i coautori sono Gerrit Schellenberger (CfA), Doug Burke (CfA), Ming Sun (Università dell'Alabama a Huntsville, Alabama), Jan Vrtilek (CfA), Larry David (CfA) e Craig Sarazin (Università della Virginia, Virginia).