När semesterperioden närmar sig, människor på norra halvklotet kommer att samlas inomhus för att hålla sig varma. I linje med säsongen, astronomer har studerat två grupper av galaxer som rusar ihop och producerar sin egen värme.

De flesta galaxer existerar inte isolerade. Snarare, de är bundna till andra galaxer genom gravitationen antingen i relativt litet antal kända som "galaxgrupper, " eller mycket större koncentrationer som kallas "galaxhopar" som består av hundratals eller tusentals galaxer. Ibland, dessa samlingar av galaxer dras mot varandra av gravitationen och smälter så småningom samman.

Med hjälp av NASA:s Chandra X-ray Observatory, ESA:s XMM-Newton, Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT), och optiska observationer med Apache Point Observatory i New Mexico, ett team av astronomer har funnit att två galaxgrupper slår in i varandra med en anmärkningsvärd hastighet på cirka 4 miljoner miles per timme. Detta kan vara den mest våldsamma kollisionen som hittills setts mellan två galaxgrupper.

Systemet kallas NGC 6338, som ligger cirka 380 miljoner ljusår från jorden. Denna sammansatta bild innehåller röntgendata från Chandra (visas i rött) som visar het gas med temperaturer uppåt på cirka 20 miljoner grader Celsius, samt svalare gas detekterad med Chandra och XMM (visas i blått) som också avger röntgenstrålar. Chandra-data har kombinerats med optisk data från Sloan Digital Sky Survey, visar galaxerna och stjärnorna i vitt.

Forskarna uppskattar att den totala massan i NGC 6338 är cirka 100 biljoner gånger solens massa. Denna betydande tyngd, ungefär 83 % av dessa är i form av mörk materia, 16 % är i form av het gas, och 1 % i stjärnor, indikerar att galaxgrupperna är avsedda att bli en galaxhop i framtiden. Kollisionen och sammanslagningen kommer att slutföras, och systemet kommer att fortsätta att ackumulera fler galaxer genom gravitationen.

Tidigare studier av NGC 6338 har gett bevis för de svalare områdena, Röntgenutsändande gas runt mitten av de två galaxgrupperna (känd som "cool cores"). Denna information har hjälpt astronomer att rekonstruera systemets geometri, avslöjar att kollisionen mellan galaxgrupperna inträffade nästan längs siktlinjen till jorden. Detta fynd har bekräftats med den nya studien.

De nya Chandra- och XMM-Newton-data visar också att gasen till vänster och höger om de svala kärnorna, och mellan dem, tycks ha värmts upp av stötfronter – liknande de ljudbommar som skapats av överljudsflygplan – som bildades av kollisionen mellan de två galaxgrupperna. Detta mönster av chockuppvärmd gas har förutspåtts av datorsimuleringar, men NGC 6338 kan vara den första sammanslagningen av galaxgrupper som tydligt visar det. Sådan uppvärmning kommer att förhindra att en del av den heta gasen kyls ner för att bilda nya stjärnor.

En andra värmekälla som vanligtvis finns i grupper och kluster av galaxer är energi som tillhandahålls av utbrott och strålar av höghastighetspartiklar som genereras av supermassiva svarta hål. För närvarande verkar denna värmekälla vara inaktiv i NGC 6338 eftersom det inte finns några bevis för jetstrålar från supermassiva svarta hål som använder radiodata från GMRT. Denna frånvaro kan förklara filamenten av kylande gas som detekteras i röntgen och optiska data runt den stora galaxen i mitten av den kalla kärnan i söder. Filtren som används i den sammansatta bilden visar inte de optiska filamenten, och röntgentrådarna är de små, fingerliknande strukturer som utgår från mitten av den svala kärnan i söder, vid cirka 2-tiden, Klockan 7 och 8.

En artikel som beskriver dessa resultat publicerades i septembernumret 2019 av Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society och är tillgänglig online. Den första författaren är Ewan O'Sullivan från Center for Astrophysics | Harvard &Smithsonian (CfA) i Cambridge, Massachusetts, och medförfattarna är Gerrit Schellenberger (CfA), Doug Burke (CfA), Ming Sun (University of Alabama i Huntsville, Alabama), Jan Vrtilek (CfA), Larry David (CfA) och Craig Sarazin (University of Virginia, Virginia).