Vor mehreren hundert Millionen Jahren kollidierten zwei Galaxienhaufen und durchdrangen sich gegenseitig. Dieses gewaltige Ereignis setzte eine Flut aus heißem Gas aus jedem Galaxienhaufen frei, das eine ungewöhnliche Brücke zwischen den beiden Objekten bildete. Diese Brücke wird nun von Teilchen bombardiert, die von einem supermassiven Schwarzen Loch fortkatapultiert wurden.
Galaxienhaufen sind die größten Objekte im Universum, die durch die Gravitation zusammengehalten werden. Sie enthalten hunderte oder tausende Galaxien, große Mengen von mehrere Millionen Grad heißer Gase, die im Röntgenbereich leuchten, und riesige Vorkommen an unbeobachteter Dunkler Materie.
Das als Abell 2384 bekannte System zeigt die riesigen Strukturen, die aus der Kollision zweier Galaxienhaufen hervorgehen können. Dieses Kompositbild besteht aus Röntgendaten der Weltraumteleskope Chandra und XMM-Newton (Blau), sowie Daten des Giant Metrewave Radio Telescope in Indien (Rot). Es zeigt eine superheiße Gasbrücke in Abell 2384. Dieser Blick in verschiedenen Wellenlängen offenbart die Auswirkungen eines Jets, der von einem supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum einer Galaxie in einem der beiden Galaxienhaufen wegströmt. Der Jet ist so gewaltig, dass der die Form der Gasbrücke verändert, welche sich über drei Millionen Lichtjahre weit erstreckt und die Masse von sechs Billionen Sonnen aufweist.
Eine beschriftete Version des Bildes (unten) zeigt die Form der Brücke, markiert die Position des supermassiven Schwarzen Lochs und zeigt, wo der Jet das heiße Gas in der Brücke am Kollisionsort zur Seite drückt. Die Region mit Radioemissionen am Ende jedes Jets ist ebenfalls gekennzeichnet. Am Kollisionsort fanden Astronomen Belege für eine Schockfront ähnlich eines Überschallknalls von einem Überschallflugzeug, welche das Gas heiß halten und dessen Abkühlung verhindern kann, so dass es keine neue Sterne bilden kann.
Die Region mit Radioemissionen erstreckt sich im Norden des Schwarzen Lochs 1,2 Millionen Lichtjahre weit in den Weltraum und im Süden 1,7 Millionen Lichtjahre. Die nördliche Region ist auch schwächer als die südliche Region. Diese Unterschiede könnten dadurch erklärt werden, dass die nördliche Region durch den Einfluss des Jets auf das heiße Gas in der Brücke verlangsamt wird.
Chandra hat oft Leerräume in heißem Gas beobachtet, die durch Jets in den Zentren von Galaxienhaufen ausgehöhlt werden, beispielsweise im Perseus-Galaxienhaufen, in MS 0735 oder im Ophiuchus-Galaxienhaufen. Abell 2384 repräsentiert allerdings einen seltenen Fall, wo eine solche Interaktion in der äußeren Region eines Galaxienhaufens stattfindet. Es ist auch ungewöhnlich, dass das supermassive Schwarze Loch, das den Jet antreibt, nicht in der größten Galaxie im Zentrum des Galaxienhaufens liegt.
Astronomen halten Objekte wie Abell 2384 für wichtig, um das Wachstum von Galaxienhaufen zu verstehen. Basierend auf Computersimulationen konnte gezeigt werden, dass die Galaxienhaufen nach einer Kollision schwingen wie ein Pendel und sich mehrere Male gegenseitig durchdringen, bevor sie verschmelzen und einen größeren Galaxienhaufen bilden. Ausgehend von diesen Simulationen vermuten Astronomen, dass die beiden Galaxienhaufen in Abell 2384 letztendlich miteinander verschmelzen werden.
Video-Link: https://youtu.be/qLfUcBP_eZw
Abell 2384 liegt etwa 1,2 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Basierend auf früheren Arbeiten schätzen Wissenschaftler die Gesamtmasse von Abell 2384 auf 260 Billionen Sonnenmassen. Das schließt die Dunkle Materie, heißes Gas und die einzelnen Galaxien ein.
Eine Abhandlung, die diese Forschungsarbeit beschreibt, wurde im Januar 2020 in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.
Die Autoren sind Viral Parekh (South African Radio Astronomy Observatory und Rhodes University, Südafrika), Tatiana Lagana (Universidade Cruzeiro do Sul / Universidade Cidade de São Paulo, Brasilien), Kshitij Thorat (Rhodes University), Kurt van der Heyden (University of Cape Town, Südafrika), Asif Iqbal Ahanger (Raman Research Institute, Indien) und Florence Durret (Institut d’Astrophysique de Paris und Sorbonne Université, Frankreich).
Das Marshall Space Flight Center der NASA leitet das Chandra-Programm. Das Chandra X-ray Center am Smithsonian Astrophysical Observatory steuert Chandras Wissenschafts- und Flugoperationen von Cambridge und Burlington (Massachusetts) aus.
(THK)
Antworten