Två galaxhopar som håller på att smälta samman skapade ett lager av förvånansvärt het gas mellan dem som astronomer vid University of Colorado Boulder tror kommer från turbulens som orsakats av att de slog in i varandra i överljudshastigheter.

De två klustren, som går samman för att skapa den större galaxhopen Abell 115, ligger cirka 2,4 miljarder ljusår bort. Det turbulenta området med het gas inklämt mellan de två klustren, som CU Boulder Professor Jack Burns liknade vid ett kölvatten bakom en motorbåt, är cirka 300 miljoner grader F. Det är ungefär tre gånger så varmt som de två mindre klusterkärnorna och 10 gånger varmare än solens kärna, sa Burns, huvudstudieförfattare.

"Vi förväntade oss inte att se så mycket het gas mellan klusterkomponenterna, " sa Burns. "Vi tror att turbulensen är som en stor sked som rör upp gaser, omvandlar rörelseenergin från de sammanslagna klustren till termisk energi. Det är en manifestation av att de slår ihop som två jättegrytor, något vi inte riktigt sett tidigare."

Burns presenterade de nya resultaten i en pressträff på tisdagen, 6 juni vid det 230:e mötet i American Astronomical Society som hölls i Austin, Texas, 4-8 juni.

De två sammanslagna galaxklustren består individuellt av hundratals galaxer, var och en lika stor eller större än vår egen Vintergatans galax, sa Burns från CU Boulders Center for Astrophysics and Space Astronomy. Enskilda galaxhopar, som kan innehålla tusentals galaxer, är de största gravitationsbundna objekten i universum.

"Energetiskt sett, sammanslagna händelser i galaxkluster är de största smällarna i universum sedan Big Bang, "sa Burns." Dessa är massiva, mycket dynamiska system som fortsätter att utvecklas till denna dag."

Observationerna av CU Boulder-teamet gjordes med hjälp av data från NASA:s omloppsbana Chandra X-ray Observatory och Karl G. Jansky Very Large Array, en radioastronomianläggning nära Socorro, New Mexico, drivs av National Radio Astronomy Observatory och finansieras av National Science Foundation.

Teamets datorsimuleringar visar regioner med relativt kall gas nära kärnorna i varje sammanslagna kluster, vilket indikerar att de två objekten har stött på varandra tidigare - kanske cirkulerat några gånger och tagit bort gas från varandra innan de smälter samman.

Studiens medförfattare, allt från CASA, inkluderar forskningsassistent Eric Hallman, doktorand Brian Alden, NASA senior postdoktor David Rapetti och senior samarbetspartner Abhirup Datta. Den nya studien finansierades av NASA:s Astrophysical Data Analysis Program.

För att analysera temperaturer inom Abell 115 och andra liknande sammanslagna kluster, Burns och hans team utvecklade mjukvara för att producera temperaturkartor med hög kontrast över alla klusterregioner i både röntgen- och radiodelarna av det elektromagnetiska spektrumet. Den nya datapipelinen använder superdatorn NASA Ames Research Center för att beräkna 10, 000 till 100, 000 spektra i varje kluster, sa Burns.

Teamet fortsätter att undersöka radioutsläppen som sträcker sig långt utanför Abell 115 till det intergalaktiska mediet, inklusive deras förhållande till den heta röntgengasen.

"Dessa radioemissioner orsakas av elektroner i galaxhopens magnetfält som färdas med nära ljusets hastighet, "sa Burns." Det är klart att något har drivit elektronerna, som vi tror är relaterat till processen med klungar. "

Som en del av projektet, CU Boulder-teamet studerar ett urval av 50 andra galaxhopar för jämförelse, sa Burns.

Vad händer nästa för Abell 115? "Våra datorsimuleringar visar att dessa klustersammanslagningar kan vara riktigt komplicerade när det gäller ackretionsprocessen, beroende på vilket tillstånd vi fångar dem i, ", sa Burns. "Vi tror att Abell 115 så småningom kommer att "slappna av" och bli centralt kondenserad, vilket är relativt tråkigt jämfört med vad vi ser nu."

Galaxkluster bildas i det som kallas universums kosmiska nät, sa Burns. Det kosmiska nätet består av långa, smala filament av galaxer och intergalaktisk gas åtskilda av enorma tomrum. Astronomer tror att enstaka kosmiska nätfilament kan sträcka sig i hundratals miljoner ljusår, en häpnadsväckande längd med tanke på ett enda ljusår är cirka 5,9 biljoner miles.