För flera hundra miljoner år sedan, två galaxhopar kolliderade och passerade sedan genom varandra. Denna mäktiga händelse släppte ut en flod av het gas från varje galaxhop som bildade en ovanlig bro mellan de två objekten. Den här bron slås nu av partiklar som drivs bort från ett supermassivt svart hål.

Galaxhopar är de största objekten i universum som hålls samman av gravitationen. De innehåller hundratals eller tusentals galaxer, enorma mängder av flera miljoner graders gas som lyser i röntgenstrålar, och enorma reservoarer av osynlig mörk materia.

Systemet känt som Abell 2384 visar de gigantiska strukturer som kan uppstå när två galaxhopar kolliderar. En överhettad gasbro i Abell 2384 visas i denna sammansatta bild av röntgenstrålar från NASA:s Chandra X-ray Observatory och ESA:s XMM-Newton (blå), samt Giant Metrewave Radio Telescope i Indien (rött). Denna nya multivåglängdsvy avslöjar effekterna av en jet som skjuter bort från ett supermassivt svart hål i mitten av en galax i ett av klustren. Strålen är så kraftfull att den böjer formen på gasbron, som sträcker sig över 3 miljoner ljusår och har en massa på cirka 6 biljoner solar.

En märkt version av bilden spårar brons form, markerar positionen för det supermassiva svarta hålet, och visar var strålen trycker den heta gasen i bron i sidled vid kollisionsplatsen. Radioloben som markerar slutet av varje jetstrålning visas också. På kollisionsplatsen, astronomer hittade bevis för en chockfront, liknar en ljudboom från ett överljudsflygplan, som kan hålla gasen varm och förhindra att den svalnar för att bilda nya stjärnor.

Radioutstrålningen sträcker sig cirka 1,2 miljoner ljusår från det svarta hålet norrut och cirka 1,7 miljoner ljusår söderut. Den norra radiostrålningen är också svagare än den södra. Dessa skillnader kan förklaras av att radioutsändningen norrut bromsas upp av jetens inverkan med den heta gasen i bron.

Chandra har ofta observerat hålrum i het gas skapad av jetstrålar i mitten av galaxhopar, som Perseus-klustret, MS 0735 och Ophiuchus-klustret. Dock, Abell 2384 erbjuder ett sällsynt fall av en sådan interaktion som inträffar i det yttre området av ett kluster. Det är också ovanligt att det supermassiva svarta hålet som driver strålen inte finns i den största galaxen som ligger i mitten av klustret.

Astronomer anser att objekt som Abell 2384 är viktiga för att förstå tillväxten av galaxhopar. Baserat på datorsimuleringar, det har visat sig att efter en kollision mellan två galaxhopar, de svänger som en pendel och passerar genom varandra flera gånger innan de smälter samman för att bilda en större klunga. Baserat på dessa simuleringar, astronomer tror att de två klustren i Abell 2384 så småningom kommer att smälta samman.

Abell 2384 ligger 1,2 miljarder ljusår från jorden. Baserat på tidigare arbete, forskare uppskattar att den totala massan av Abell 2384 är 260 biljoner gånger solens massa. Detta inkluderar mörk materia, het gas och de enskilda galaxerna.

En artikel som beskriver detta arbete publicerades i januarinumret 2020 av Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society , och är tillgänglig online.