Med hjälp av data från Hubble Space Telescope (HST), astronomer har genomfört en detaljerad högupplöst studie av en massiv galaxhop känd som SPT-CL J2106-5844. Forskningen, presenteras i en artikel publicerad den 10 oktober på arXiv.org, ger exakt massbestämning av SPT-CL J2106-5844, fann att det är den mest massiva galaxhopen med hög rödförskjutning som hittills känts.

Galaxhopar består av upp till tusentals galaxer som är sammanbundna av gravitationen. De är de största gravitationsbundna strukturerna, och kan därför vara avgörande för att förbättra kunskapen om storskalig strukturbildning och evolution av universum.

Vid en rödförskjutning på cirka 1,13, SPT-CL J2106-5844 (förkortat SPT2106), är en galaxhop med hög massa som upptäcktes 2011 som en del av undersökningen av South Pole Telescope Sunyaev-Zel'dovich (SPT-SZ). Enligt tidigare observationer, SPT2106 har en hög röntgentemperatur på cirka 11 keV, ljusstyrka på en nivå av cirka 1,39 quattuordecillion erg/s, och en hastighetsspridning på cirka 1, 230 km/s. Dessa värden tyder på att klustret kan vara extremt massivt.

Även om flera observationer av SPT2106 har utförts, astronomer är fortfarande osäkra på dess exakta massa. Vissa studier tyder på att den har en virial massa på 880 biljoner solmassor, medan andra pekar på en virial massa på nästan 1, 300 biljoner solmassor.

För att sätta fler begränsningar på massan av SPT2106, ett team av astronomer under ledning av Jinhyub Kim från Yonsei University i Seoul, Sydkorea, har utfört en detaljerad, högupplöst studie med svag lins av detta galaxkluster genom att analysera djup HST-bilddata.

"I det här pappret, vi presenterar en detaljerad WL [svag linsing]-analys av SPT2106 med hjälp av ACS [Advanced Camera for Surveys] och Wide Field Camera 3 (WFC3) data. (...) Från de djupa HST-bilddata, vi uppnår en källdensitet på 169 bågmin ⁻² i WFC3/IR-fältet, som gör det möjligt för oss att utföra en högupplöst massrekonstruktion och förbättra precisionen vid massuppskattning, " skrev astronomerna i tidningen.

Studien fann att massfördelningen i SPT2106 är asymmetrisk. Analysera bilderna, forskarna urskiljde en huvudmassaklump och en subklump belägen cirka 2,1 miljoner ljusår väster om huvudklumpen. Observationer visar att huvudklumpen är ytterligare uppdelad i två mindre nordvästra och sydöstra strukturer åtskilda av cirka 500, 000 ljusår från varandra.

Särskilt, när det kommer till platsen för de två understrukturerna i subklumpen, den nordvästra masstopppositionen överensstämmer med den för röntgentoppen, sammanfaller med positionen för den ljusaste klustergalaxen i SPT2106. Data tyder på att den sydöstra toppen verkar vara associerad med nummertäthetstoppen. Med hänsyn till sådan morfologi och egenskaperna hos röntgenstrålning i SPT2106, astronomerna drog slutsatsen att galaxhopen kan vara ett sammansmältningssystem.

Virialmassan av SPT2106 beräknades till ungefär 1, 040 biljoner solmassor. Forskarna noterade att detta värde överensstämmer med tidigare uppskattningar, dock, det är mycket mer exakt, givet att den statistiska osäkerheten är cirka 40 procent mindre än det tidigare svaga linsresultatet. Därav, de nya beräkningarna bekräftar att SPT2106 är den mest massiva galaxhopen bland sådana objekt med rödförskjutning högre än 1,0.

© 2019 Science X Network