Due ammassi di galassie nel processo di fusione hanno creato uno strato di gas sorprendentemente caldo tra loro che gli astronomi dell'Università del Colorado Boulder ritengono provenga dalla turbolenza causata dall'urto l'uno contro l'altro a velocità supersoniche.

I due cluster, che si stanno unendo per creare il più grande ammasso di galassie Abell 115, si trovano a circa 2,4 miliardi di anni luce di distanza. L'area turbolenta di gas caldo racchiusa tra i due ammassi, che il professor Jack Burns della CU Boulder ha paragonato a una scia dietro un motoscafo, è di circa 300 milioni di gradi F. È circa tre volte più caldo dei due nuclei più piccoli dell'ammasso e 10 volte più caldo del nucleo del sole, disse Burns, autore principale dello studio.

"Non ci aspettavamo di vedere un gas così caldo tra i componenti del cluster, " disse Burns. "Pensiamo che la turbolenza sia come un grosso cucchiaio che solleva gas, convertire l'energia di movimento dai cluster di fusione in energia termica. È una manifestazione di loro che sbattono insieme come due vasi giganti, qualcosa che non abbiamo mai visto prima."

Burns ha presentato le nuove scoperte in una conferenza stampa martedì, 6 giugno al 230th Meeting della American Astronomical Society che si terrà ad Austin, Texas, 4-8 giugno.

I due ammassi di galassie che si fondono sono costituiti individualmente da centinaia di galassie, ciascuno grande o più grande della nostra galassia della Via Lattea, ha detto Burns del Centro di Astrofisica e Astronomia Spaziale della CU Boulder. singoli ammassi di galassie, che può includere migliaia di galassie, sono i più grandi oggetti gravitazionalmente legati nell'universo.

"Energeticamente parlando, gli eventi di fusione di ammassi di galassie sono i più grandi scoppi nell'universo dal Big Bang, " ha detto Burns. "Questi sono enormi, sistemi molto dinamici che continuano ad evolversi fino ad oggi."

Le osservazioni del team CU Boulder sono state effettuate utilizzando i dati dell'Osservatorio a raggi X Chandra orbitante della NASA e il Very Large Array di Karl G. Jansky, un impianto di radioastronomia vicino a Socorro, Nuovo Messico, gestito dal National Radio Astronomy Observatory e finanziato dalla National Science Foundation.

Le simulazioni al computer del team mostrano regioni di gas relativamente freddo vicino ai nuclei di ciascun ammasso in fusione, indicando che i due oggetti si sono incontrati prima - forse girando in cerchio un paio di volte e strappando il gas l'uno dall'altro prima di fondersi.

I coautori dello studio, tutto da CASA, includono il ricercatore associato Eric Hallman, studente di dottorato Brian Alden, Il ricercatore senior della NASA David Rapetti e il collaboratore senior Abhirup Datta. Il nuovo studio è stato finanziato dal programma di analisi dei dati astrofisici della NASA.

Per analizzare le temperature all'interno di Abell 115 e altri cluster di fusione simili, Burns e il suo team hanno sviluppato un software per produrre mappe di temperatura ad alto contrasto di tutte le regioni dei cluster sia nella porzione a raggi X che in quella radio dello spettro elettromagnetico. La nuova pipeline di dati utilizza il supercomputer NASA Ames Research Center per calcolare 10, da 000 a 100, 000 spettri in ogni cluster, disse Burns.

Il team sta continuando a indagare sulle emissioni radio che si estendono molto al di fuori di Abell 115 nel mezzo intergalattico, compresa la loro relazione con il gas a raggi X caldo.

"Queste emissioni radio sono causate da elettroni nel campo magnetico dell'ammasso di galassie che viaggiano a una velocità prossima a quella della luce, " disse Burns. "Chiaramente qualcosa ha energizzato gli elettroni, che pensiamo sia correlato al processo di sbattimento del cluster."

Nell'ambito del progetto, il team di CU Boulder sta studiando un campione di altri 50 ammassi di galassie per il confronto, disse Burns.

Qual è il futuro di Abell 115? "Le nostre simulazioni al computer mostrano che queste fusioni di cluster possono essere davvero complicate in termini di processo di accrescimento, a seconda dello stato in cui li catturiamo, " ha detto Burns. "Riteniamo che Abell 115 alla fine si "rilasserà" e si condenserà centralmente, che è relativamente noioso rispetto a quello che stiamo vedendo ora."

Gli ammassi di galassie si formano in quella che è conosciuta come la rete cosmica dell'universo, disse Burns. La rete cosmica è costituita da lunghi, stretti filamenti di galassie e gas intergalattico separati da enormi vuoti. Gli astronomi credono che i singoli filamenti della ragnatela cosmica possano allungarsi per centinaia di milioni di anni luce, una lunghezza sorprendente considerando un singolo anno luce è di circa 5,9 trilioni di miglia.