Un gigantesco e resistente "fronte freddo" che sfreccia attraverso l'ammasso di galassie Perseo è stato studiato utilizzando i dati dell'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA. Questo sistema meteorologico cosmico si estende per circa due milioni di anni luce e viaggia da oltre 5 miliardi di anni, più a lungo dell'esistenza del nostro Sistema Solare.

Questo grafico mostra il fronte freddo nell'ammasso di Perseus. L'immagine sopra contiene i dati a raggi X di Chandra, per le regioni vicine al centro dell'ammasso, insieme ai dati del satellite XMM-Newton dell'ESA e dell'ormai defunto satellite tedesco Roentgen (ROSAT) per le regioni più lontane. I dati Chandra sono stati elaborati appositamente per aumentare il contrasto dei bordi e rendere più evidenti i dettagli più sottili.

Il fronte freddo è la lunga struttura verticale sul lato sinistro dell'immagine (sposta l'immagine sopra per visualizzare le etichette). È lungo circa due milioni di anni luce e si è allontanato dal centro dell'ammasso a circa 300, 000 miglia orarie.

Il riquadro sottostante mostra una vista ravvicinata del fronte freddo di Chandra. Questa immagine è una mappa della temperatura, dove il blu rappresenta le regioni relativamente più fredde (30 milioni di gradi) mentre il rosso è dove si trovano le regioni più calde (80 milioni di gradi).

Il fronte freddo non solo è sopravvissuto per oltre un terzo dell'età dell'Universo, ma è anche rimasto sorprendentemente nitido e diviso in due pezzi diversi. Gli astronomi si aspettavano che un fronte freddo così antico sarebbe stato offuscato o eroso nel tempo perché ha viaggiato per miliardi di anni attraverso un ambiente aspro di onde sonore e turbolenze causate dalle esplosioni dell'enorme buco nero al centro di Perseo.

Anziché, la nitidezza del fronte freddo di Perseo suggerisce che la struttura sia stata preservata da forti campi magnetici che le sono avvolti. Il confronto dei dati a raggi X di Chandra con i modelli teorici fornisce anche agli scienziati per la prima volta un'indicazione della forza del campo magnetico del fronte freddo.

Mentre i fronti freddi nell'atmosfera terrestre sono guidati dalla rotazione del pianeta, quelli nelle atmosfere di ammassi di galassie come Perseus sono causati da collisioni tra l'ammasso e altri ammassi di galassie. Queste collisioni si verificano in genere quando la gravità dell'ammasso principale spinge l'ammasso più piccolo verso l'interno verso il suo nucleo centrale. Quando l'ammasso più piccolo passa vicino al nucleo centrale, l'attrazione gravitazionale tra entrambe le strutture fa sì che il gas nel nucleo si muova come il vino roteato in un bicchiere. Lo sloshing produce uno schema a spirale di fronti freddi che si spostano verso l'esterno attraverso il gas a grappolo.

Aurora Simionescu e i suoi collaboratori hanno originariamente scoperto il fronte freddo di Perseus nel 2012 utilizzando i dati di ROSAT (il ROentgen SATellite), Osservatorio XMM-Newton dell'ESA, e il satellite giapponese a raggi X Suzaku. La visione a raggi X ad alta risoluzione di Chandra ha permesso di eseguire questo lavoro più dettagliato sul fronte freddo.

I risultati di questo lavoro appaiono in un documento che sarà pubblicato nel numero di aprile di Astronomia della natura ed è disponibile online. Gli autori dell'articolo sono Stephen Walker (Goddard Space Flight Center), John ZuHone (Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian), Jeremy Sanders (Istituto Max Planck per la fisica extraterrestre), e Andrew Fabian (Istituto di Astronomia, Cambridge, Inghilterra.)

Il Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, Alabama, gestisce il programma Chandra per la direzione della missione scientifica della NASA a Washington. L'Osservatorio Astrofisico Smithsonian di Cambridge, Massachusetts, controlla la scienza e le operazioni di volo di Chandra.