Galaxen 3C438 och dess galaxhop som ses i den optiska (vänster) och i röntgenstrålning av Chandra X-ray Observatory (höger). Astronomer har kommit fram till att den heta gasen är resultatet av en kollision mellan två galaxhopar. Kredit:Röntgen:NASA/CXC/CfA/R.P.Kraft; Optisk:Pal.Obs. DSS
Galaxhopar innehåller några till tusentals galaxer och är de största bundna strukturerna i universum. De flesta galaxer är medlemmar i ett kluster. Vår Vintergatan, till exempel, är medlem i "Lokalgruppen, " en uppsättning av ett femtiotal galaxer vars andra stora medlem är Andromedagalaxen. Den stora galaxhopen som ligger närmast oss, ungefär femtio miljoner ljusår bort, är Jungfruklustret, med cirka 2000 medlemmar.
Kluster tros växa som ett resultat av sammanslagningar mellan mindre galaxgrupper och från ansamling av gas och mörk materia. Energin som frigörs i dessa sammanslagningar försvinner till stor del i den heta gasen i klustret, där röntgenobservationer kan upptäcka bevis för stötar och höga temperaturer. Sammanslagningar mellan två lika massiva galaxhopar ger särskilt viktig diagnostik eftersom dessa energiska kollisioner har de mest dramatiska och långvariga effekterna. Dessa stora sammanslagningar är relativt sällsynta händelser, dock. The Bullet Cluster är ett nyligen analyserat exempel, och eftersom det också råkar fungera som en gravitationslins för bakgrundsgalaxer, den blev känd för att visa fördelningen av dess mörka materia.
CfA-astronomerna Deanna Emery, Akos Bogdan, Ralph Kraft, Filipe Andrade-Santos, Bill Forman, och Christine Jones, och en annan kollega studerade en annan större sammanslagning i klustret runt galaxen 3C438. Medlemmar av teamet använde Chandra X-ray Observatory för att undersöka den heta klustergasen. Tidigare observationer hade kommit fram till att aktiviteten berodde antingen på ett supermassivt svart hål eller från en massiv sammanslagning, men de två kunde inte skiljas åt.
Med hjälp av ytterligare Chandra-observationer och nya kalibreringsprocedurer, forskarna reducerade alla data på nytt. De fann att den heta klustergasen sträcker sig över ett avstånd på cirka 2,5 miljoner ljusår och har ljusstyrka som uppenbarligen orsakats av en sammanslagningsbågschock. De kan till och med beräkna den uppskattade relativa hastigheten för sammanslagningen till cirka 2600 kilometer per sekund. Eftersom få observationer av bogchocker i kluster har gjorts, denna upptäckt ger ett viktigt bidrag till studiet av dynamiken i klustersammanslagningar och hur massiva kluster kan ha bildats.