En gigantisk och motståndskraftig "kallfront" som susar genom Perseus galaxhop har studerats med hjälp av data från NASA:s Chandra X-ray Observatory. Detta kosmiska vädersystem sträcker sig över cirka två miljoner ljusår och har färdats i över 5 miljarder år, längre än vårt solsystems existens.

Den här bilden visar kallfronten i Perseus-klustret. Bilden ovan innehåller röntgendata från Chandra – för regioner nära mitten av klustret – tillsammans med data från ESA:s XMM-Newton och den nu nedlagda tyska Roentgen (ROSAT) satelliten för regioner längre bort. Chandra-data har bearbetats speciellt för att ljusna upp kanternas kontrast för att göra subtila detaljer mer uppenbara.

Den kalla fronten är den långa vertikala strukturen på vänster sida av bilden (rulla över bilden ovan för att se etiketter). Den är cirka två miljoner ljusår lång och har rest bort från mitten av klustret vid cirka 300, 000 miles per timme.

Insättningen nedan visar en närbild av kallfronten från Chandra. Den här bilden är en temperaturkarta, där blått representerar relativt kallare områden (30 miljoner grader) medan det röda är där de varmare områdena (80 miljoner grader) är.

Kallfronten har inte bara överlevt i över en tredjedel av universums ålder, men den har också förblivit förvånansvärt skarp och delat i två olika bitar. Astronomer förväntade sig att en så gammal kallfront skulle ha suddats ut eller eroderats med tiden eftersom den har färdats i miljarder år genom en hård miljö av ljudvågor och turbulens orsakad av utbrott från det enorma svarta hålet i Perseus centrum.

Istället, skärpan i Perseus kallfront antyder att strukturen har bevarats av starka magnetfält som är lindade runt den. Jämförelsen av Chandra-röntgendata med teoretiska modeller ger också forskare en indikation på styrkan hos kallfrontens magnetfält för första gången.

Medan kalla fronter i jordens atmosfärer drivs av rotation av planeten, de i atmosfärerna i galaxhopar som Perseus orsakas av kollisioner mellan galaxhopen och andra galaxhopar. Dessa kollisioner inträffar vanligtvis när huvudklustrets gravitation drar det mindre klustret inåt mot dess centrala kärna. När det mindre klustret gör en nära passning av den centrala kärnan, gravitationsattraktionen mellan båda strukturerna gör att gasen i kärnan skvalpar runt som vin virvlat i ett glas. Slappningen producerar ett spiralmönster av kalla fronter som rör sig utåt genom klustergasen.

Aurora Simionescu och medarbetare upptäckte ursprungligen Perseus kallfront 2012 med hjälp av data från ROSAT (ROentgen SATellite), ESA:s XMM-Newton-observatorium, och Japans Suzaku röntgensatellit. Chandras högupplösta röntgensyn gjorde att detta mer detaljerade arbete på kallfronten kunde utföras.

Resultaten av detta arbete visas i en artikel som kommer att publiceras i aprilnumret av Natur astronomi och är tillgänglig online. Författarna till tidningen är Stephen Walker (Goddard Space Flight Center), John ZuHone (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), Jeremy Sanders (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), och Andrew Fabian (Institute of Astronomy, Cambridge, England.)

NASA:s Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama, hanterar Chandra-programmet för NASA:s Science Mission Directorate i Washington. Smithsonian Astrophysical Observatory i Cambridge, Massachusetts, kontrollerar Chandras vetenskap och flygverksamhet.