Ett internationellt team av forskare har genomfört en omfattande multi-våglängdsstudie av en av de sammanslagna galaxhoparna som kallas MACS J0417.5-1154. Forskningen, tillgänglig i en tidning publicerad 1 november på arXiv.org, ger nya insikter om naturen hos detta säregna kluster.

Galaxkluster bildas vanligtvis som ett resultat av sammanslagningar och växer genom att subkluster samlas. Dessa processer ger ett utmärkt tillfälle att studera materia under förhållanden som inte kan utforskas i laboratorier på jorden. Särskilt, sammanslagning av galaxhopar kan hjälpa oss att bättre förstå fysiken för chock- och kallfronter som ses i diffust intra-klustermedium, den kosmiska strålens acceleration i kluster, och självinteraktionsegenskaperna hos mörk materia.

Vid en rödförskjutning på 0,44, MACS J0417.5-1154 (MACS0417 för kort) är ett komplext sammansmältande galaxkluster som är värd för en radiohalo i megaparsekskala med brant spektrum. Det tillhör den dissociativa klassen av sammanslagningar, där en av dess understrukturer har fått sitt gasinnehåll lossnat efter den pericentriska passagen.

Nyligen, en grupp forskare ledd av Mahadev Pandge från Dayanand Science College i Indien, har beslutat att genomföra en multi-våglängdsanalys MACS0417. Forskarna analyserade optiska data från NASA/ESA Hubble Space Telescope och Subaru-teleskopet på Hawaii, samt röntgendata som erhållits med NASA:s Chandra röntgenobservatorium. Studien inkluderar också radiodata som förvärvats av Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) i Indien och observationer med Caltech 10,4m Submillimeter Observatory på Hawaii vid 2,1 mm våglängd.

"I det här pappret, presenterar vi en detaljerad, multi-våglängdsanalys av MACS0417 genom att kombinera de existerande Chandra-röntgenobservationerna med Subaru och Hubble Space Telescope optiska arkivobservationer, " skrev forskarna i tidningen.

Studien fann att MACS0417 är ett mycket massivt system, bestående av ett huvudkluster och ett subkluster, med en uppskattad massa på cirka 1,38 kvadriljoner solmassor. Huvudklustrets massa beräknades vara cirka 1,15 kvadrilljoner solmassor, medan subklustret visade sig vara ungefär sex gånger mindre massivt (196 biljoner solmassor).

Optiska bilder MACS0417 gjorde det möjligt för forskarna att undersöka sin första ljusstarkaste klustergalax (BCG). De fann att det visar upp en intressant filamentär understruktur, vilket är atypiskt för normala BCG. Detta kan också tyda på en pågående sammanslagning.

Forskarna underströk att MACS0417 klassificeras som en dissociativ sammanslagning på grund av att dess huvudkluster har behållit gasinnehåll. Dock, studien visar att subklustret verkar ha fått sitt gasinnehåll stört på grund av sammanslagningen.

Vidare, forskningen identifierade en ytljusstyrka i MACS0417, nära platsen för radiohalo. Kanten ligger i öst-sydlig riktning, cirka 831, 000 ljusår från klustrets centrum. Forskarna noterade att denna skarpa emissionskant är en kallfront.

"Den övergripande strukturen, ytans ljushetsprofil, temperatur- och metallförekomstvärden pekar mot närvaron av en skvalpande inducerad kallfront i detta system, " står det i tidningen.

Fynden gjorde det möjligt för teamet att klassificera MACS0417 som ett av de exceptionellt sällsynta cool-core-klustren som är värd för en ultrabrant spektrum radiohalo.

© 2018 Science X Network