Astronomer har använt data från NASA:s Chandra röntgenobservatorium för att fånga en dramatisk bild av en enorm svans av varm gas som sträcker sig i mer än en miljon ljusår bakom en grupp galaxer som faller i djupet av ett ännu större galaxkluster. . Upptäckter som denna hjälper astronomer att lära sig om miljön och förhållanden under vilka universums största strukturer utvecklas.

Galaxkluster är de största strukturerna i universum som hålls samman av tyngdkraften. Medan galaxkluster kan innehålla hundratals eller till och med tusentals enskilda galaxer, lejonens andel av massan i ett galaxkluster kommer från varm gas, som avger röntgenstrålar, och osynlig mörk materia. Hur blev dessa kosmiska jättar så stora?

Denna nya bild visar ett sätt:fångst av galaxer när de dras in av den utomordentligt kraftfulla gravitationen hos ett galaxkluster. I den vänstra panelen, en vidfältsvy av klustret, kallade Abell 2142, är sedd. Abell 2142 innehåller hundratals galaxer inbäddade i gas på flera miljoner grader som detekterats av Chandra (lila). Mitten av galaxklustret ligger mitt i det lila utsläppet, i bildens nedre del. Endast den tätaste heta gasen visas här, vilket innebär att mindre tät gas längre bort från mitten av klustret inte avbildas i den lila emissionen. I denna sammansatta bild, Chandra -data har kombinerats med optiska data från Sloan Digital Sky Survey i rött, grön, och blå.

En ljus röntgensvans längst upp till vänster på bilden siktar rakt på Abell 2142. Den högra panelen innehåller en närmare bild av denna svans. En galaxgrupp som innehåller fyra ljusa galaxer är nära "huvudet" medan "svansen" sträcker sig till övre vänstra. (Galaxy -grupper, enligt definitionen av astronomer innehåller en handfull till ett par dussin galaxer, i motsats till mycket mer folkrika galaxkluster.) Svansens riktning och den heta gasens skarpa framkant runt galaxgruppen, identifierad i den märkta versionen, visar att gruppen faller nästan direkt mot mitten av Abell 2142. En närbild av de fyra ljusa galaxerna (namnet G1, G3, G4 och G5) visas som en optisk och röntgenbild. Galaxen G2 är ett bakgrundsobjekt, snarare än en medlem av galaxgruppen.

När gruppen av galaxer faller in i Abell 2142, en del av den heta gasen avlägsnas, ungefär som blad från ett träd på hösten under en kraftig vindstöt. När gasen avlägsnas, den formar sig till en rak och relativt smal svans som sträcker sig till cirka 800, 000 ljusår. Svansens form tyder på att magnetfält draperade runt den fungerar som en sköld för att innehålla gasen. Mellan ungefär en miljon ljusår, svansen blossar och blir oregelbunden. Detta kan innebära att turbulensen i galaxklusterets heta gas är starkare i det området, hjälper till att bryta ner effekten av magnetskölden.

Svansens undersida blossar ut mer än ovansidan. Detta kan orsakas av en tidigare asymmetri i den heta gasen i galaxgruppen. En sådan asymmetri kan bero på ett utbrott som genereras av ett supermassivt svart hål i en av galaxerna i gruppen, eller från sammanslagningar mellan galaxer i gruppen. Sådana händelser kan leda till att vissa delar av galaxgruppens gas lättare avlägsnas än andra.

De nya Chandra -uppgifterna bekräftar också att två av fyra ljusa galaxer i gruppen, G3 och G4, innehåller snabbt växande, supermassiva svarta hål. De två motsvarande röntgenkällorna överlappar nära varandra i Chandra-bilden.

Ett papper som beskriver resultaten, ledd av Dominique Eckert vid universitetet i Genève i Schweiz, dök upp i Astronomi och astrofysik tidskrift och är tillgänglig online. 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.