Gli astronomi, utilizzando i dati dell'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA e di altri telescopi, hanno messo insieme una mappa dettagliata di una rara collisione tra quattro ammassi di galassie. Alla fine tutti e quattro gli ammassi, ciascuno con una massa di almeno diverse centinaia di trilioni di volte quella del sole, si fonderanno per formare uno degli oggetti più massicci dell'universo.

Gli ammassi di galassie sono le strutture più grandi del cosmo tenute insieme dalla gravità. Gli ammassi sono costituiti da centinaia o addirittura migliaia di galassie immerse in gas caldo, e contengono una quantità ancora maggiore di materia oscura invisibile. A volte due ammassi di galassie si scontrano, come nel caso del Bullet Cluster, e occasionalmente più di due si scontreranno contemporaneamente.

Le nuove osservazioni mostrano una megastruttura in fase di assemblaggio in un sistema chiamato Abell 1758, situato a circa tre miliardi di anni luce dalla Terra. Contiene due coppie di ammassi di galassie in collisione che si stanno dirigendo l'uno verso l'altro. Gli scienziati hanno riconosciuto per la prima volta Abell 1758 come un sistema quadruplo di ammassi di galassie nel 2004 utilizzando i dati di Chandra e XMM-Newton, un satellite gestito dall'Agenzia spaziale europea (ESA).

Ogni coppia nel sistema contiene due ammassi di galassie che sono sulla buona strada per fondersi. Nella coppia settentrionale (in alto) vista nell'immagine composita, i centri di ogni cluster sono già passati l'uno dall'altro una volta, circa 300-400 milioni di anni fa, e alla fine tornerà indietro. La coppia meridionale nella parte inferiore dell'immagine ha due ammassi che si avvicinano l'uno all'altro per la prima volta.

I raggi X di Chandra sono mostrati come blu e bianco, raffigurante un'emissione diffusa più debole e più luminosa, rispettivamente. Questa nuova immagine composita include anche un'immagine ottica della Sloan Digital Sky Survey. I dati di Chandra hanno rivelato per la prima volta un'onda d'urto, simile al boom sonico di un aereo supersonico, nel gas caldo visibile con Chandra nella collisione della coppia settentrionale. Da questa onda d'urto, i ricercatori stimano che due ammassi si muovano da due a tre milioni di miglia all'ora (da tre a cinque milioni di chilometri all'ora), rispetto l'uno all'altro.

I dati di Chandra forniscono anche informazioni su come gli elementi più pesanti dell'elio, gli "elementi pesanti, " negli ammassi di galassie si mescolano e si ridistribuiscono dopo che gli ammassi si scontrano e si fondono. Poiché questo processo dipende da quanto è progredita una fusione, Abell 1758 offre un prezioso caso di studio, poiché le coppie di cluster settentrionali e meridionali sono in fasi diverse di fusione.

Nella coppia meridionale, gli elementi pesanti sono più abbondanti al centro dei due ammassi in collisione, mostrando che la posizione originale degli elementi non è stata fortemente influenzata dalla collisione in corso. Al contrario, nella coppia settentrionale, dove la collisione e la fusione sono progredite ulteriormente, la posizione degli elementi pesanti è stata fortemente influenzata dalla collisione. Le abbondanze più elevate si trovano tra i due centri del cluster e sul lato sinistro della coppia di cluster, mentre le abbondanze più basse sono al centro del cluster sul lato sinistro dell'immagine.

Le collisioni tra gli ammassi influenzano le galassie che le compongono e il gas caldo che le circonda. Dati dal telescopio MMT di 6,5 metri in Arizona, ottenuto come parte dell'Arizona Cluster Redshift Survey, mostrano che alcune galassie si muovono molto più velocemente di altre, probabilmente perché sono state scaraventate via dalle altre galassie del loro ammasso dalle forze gravitazionali impartite dalla collisione.

Il team ha anche utilizzato i dati radio del Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT), e dati a raggi X dalla missione XMM-Newton dell'ESA.

Un articolo che descrive questi ultimi risultati di Gerrit Schellenberger, Larry David, Ewan O'Sullivan, Jan Vrtilek (tutti del Center for Astrophysics | Harvard &Smithsonian) e Christopher Haines (Universidad de Atacama, Cile) è stato pubblicato il 1 settembre, Numero 2019 di The Giornale Astrofisico , ed è disponibile online.