En optisk bild av galaxhopen Abell 959. Radiobilder av denna grupp identifierar flera gigantiska strukturer som produceras av het gas, överensstämmer med excitation av omfattande stötar. Kredit:ALFOSCCCD-kamera vid 2,56-m NordicOptical Telescope på La Palma HåkonDahle, RagnvaldIrgens och Per B.Lilje, med några ytterligare bidrag från Gerbs Bauer, Doug Clowe och Henning Holen
De flesta galaxer ligger i kluster som innehåller från några få till tusentals objekt. Vår Vintergatan, till exempel, tillhör den lokala gruppen, ett kluster av cirka femtio galaxer vars andra stora medlem är Andromedagalaxen cirka 2,3 miljoner ljusår bort. Kluster är de mest massiva gravitationsbundna objekten i universum och formas (enligt nuvarande idéer) på ett "bottom-up" sätt med mindre strukturer som utvecklar första och större grupperingar som samlas senare i den kosmiska historien.
Astronomer har upptäckt massiva galaxhopar, några med mer massa än hundra Vintergatans galaxer, från så tidigt som bara tre miljarder år efter den stora smällen, och deras stjärnor måste bildas vid ännu tidigare tider. I dagens universum, kluster bildas fortfarande genom hierarkiska processer som stora sammanslagningar med angränsande kluster. Astronomer arbetar för att bättre förstå klusterbildning och evolution delvis eftersom detaljerna också kommer att bidra till att begränsa kosmologiska parametrar och egenskaperna hos mörk materia.
CfA-astronomen Felipe Andrade-Santos var medlem i ett team som studerade Abell 959, en galaxhop vars massa är ungefär 3000 Vintervägsgalaxer och som ligger cirka tre miljarder ljusår bort. Alla processer som är viktiga för bildandet av kluster som Abell 959 avleder energi genom stötar. Processer inkluderar, till exempel, sammanslagningar, masstillväxt, och fenomen relaterade till deras supermassiva svarta håls kärnor. Dessa stötar producerar i sin tur storskaliga diffusa emissionsegenskaper när elektroner i den heta gasen accelereras och strålar ut, och dessa strukturer (kallade radioreliker) kan studeras med radioteleskop. Gasturbulens i klustret efter sammanslagningen producerar också radiofunktioner - dessa kallas gigantiska radiohalos. Abell 959 är värd för en radiorelik som är över tolvhundra ljusår lång och femhundra i bredd, och även en gigantisk radiogloria.
Forskarna analyserade Abell 959-strukturerna och jämförde dem med en analys av ett åttiotal andra kända radiohalosystem för att testa och förfina konkurrerande teorier om klusterutveckling. De finner att den nuvarande modellen för turbulent återacceleration av elektroner överensstämmer med deras resultat, och dessutom att nya simuleringar av klusterbildning stämmer väl överens med deras observationer. Deras resultat stärker totalt sett vårt förtroende för modeller av hur massiva galaxhopar bildas.