2009.04.20. - Négy galaxishalmaz ütközése

A Chandra röntgentávcső és a Hubble űrteleszkóp felvételeiből összeállított kép egy óriási kozmikus karambol, négy különálló galaxishalmaz milliárd évnyi ütközési folyamatának egy pillanatát dokumentálja.

A MACSJ0717.5+3745 katalógusjelű objektum valójában négy különálló galaxishalmaz, melyek éppen - már ha lehet ilyet mondani egy sok milliárd évig tartó folyamatról - ütköznek egymással. A kép a Chandra műhold röntgenfelvételének és az adott területről a Hubble űrteleszkóp által készített optikai felvételnek a számítógépes kombinációja. A röntgenréteg színei a galaxishalmazokban található forró gáz hőmérsékleteloszlását kódolják. A leghidegebb tartományok vörös-bíbor színűek, a legforróbbak kékek, míg a köztes hőmérsékletűek bíbor színűek.

A halmazok közti ütközéseket egy galaxisokból, gázból és sötét anyagból álló, 13 millió fényév hosszúságú elnyúlt áramlás (filamentum) okozza, aminek anyaga "beömlik" a MACSJ0717.5+3745 egyébként már zsúfolt területére. A galaxishalmazok találkozásakor a bennük lévő forró intergalaktikus gáz a kölcsönhatás következtében jobban lelassul, mint a galaxisokban összpontosuló anyag, ami így megelőzi a gázt. Emiatt az egyes halmazok mozgásirányának és sebességének látóirányra merőleges komponensei megbecsülhetők a forró gáz és a galaxisok eloszlási csúcsai közti eltolódásból. A hawaii Keck teleszkópokkal nyert adatok alapján a halmazok látóirányú sebességkomponenseit is meghatározták, így lehetővé vált a MACSJ0717.5+3745 geometriájának és dinamikájának háromdimenziós "felrajzolása".

A MACSJ0717.5+3745 kompozit (röntgen és optikai) képe. A négy galaxishalmazt (A, B, C és D) körök jelölik. A sárga nyilak a három leggyorsabb halmaz mozgásának irányát mutatják, a nyilak nagysága arányos a látóirányra merőleges sebességkomponenssel. Az ütközéseket okozó anyagáram végének helyét a zöld nyíl jelzi. A halmazok mozgásának látóirányra merőleges komponensei nagyjából megegyeznek a filamentum irányával.
[Röntgen: NASA/CXC/IfA/C. Ma és tsai; Optikai: NASA/STScI/IfA/C. Ma és tsai]

A D jelű halmaztól balra lefele látható hidegebb gáz vélhetőleg az ütközés előtti fázisból maradt vissza. Az A jelű halmaz valószínűleg már visszafele mozog, miután egyszer már áthatolt az egész konglomerátumon. Mindkettő a filamentumból származhat. A B halmaz látóirányú sebessége sokkal nagyobb a többi halmazénál, az ő eredete tisztázatlan. Elképzelhető, hogy a nagy filamentum külső széle mentén zuhant be, ami a trajektóriájának elgörbülését okozta, de az is lehet, hogy egy másik, kisebb filamentum irányította a mozgását. A C jelű lehet a főhalmaz magja, mivel ez esetben a legkisebb a távolság a gáz és a galaxisok eloszlási csúcsai között, illetve az ő mozgása közelíti legjobban a MACSJ0717.5+3745 mint egész mozgását. A C bal széle és a D jobb széle közötti tartományra kiterjedő forró gáz fűtéséért a filamentumból a főhalmazba áramló jelentős mennyiségű gáz lehet a felelős.

A MACSJ0717.5+3745 tágabb környezetének röntgenképén jól látszik a galaxishalmazok ütközését kiváltó elnyúlt áramlás (filamentum) is. A fehér négyzet a Chandra/HST kompozit kép által átfogott területet jelöli.
[NASA/CXC/IfA/C. Ma és tsai]

A MACSJ0717.5+3745 távolsága 5,4 milliárd fényév, s a legösszetettebb galaxishalmazok egyike. Más, jól ismert ütköző halmazok (például Lövedék-halmaz, MACSJ0025.4-1222) esetében csak két galaxishalmaz vesz részt a kölcsönhatásban és a geometriájuk is jóval egyszerűbb.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• Chandra NR 2009.04.16.
• arXiv:0901.4783v2 [astro-ph.CO]