Använder Very Large Telescope (VLT) och Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), forskare från universitetet i Wien, Österrike, och på andra håll har undersökt den ljusaste klustergalaxen (BCG) i en massiv galaxhop känd som MACS 1931.8-2635. Resultat av studien, publicerad 28 januari på arXiv.org, leverera viktig information om denna BCG:s karaktär.

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.

BCG är i allmänhet de ljusaste galaxerna i galaxhopar. Observationer visar att de mestadels är massiva elliptiska galaxer som ligger nära det geometriska och kinematiska mitten av deras värdgalaxhop.

Vid en rödförskjutning på cirka 0,35, MACS 1931.8-2635 (M1931 för kort) är en massiv, röntgenljus, cool-core galaxkluster. Dess BCG har en stjärnmassa på cirka 590 miljarder solmassor och dess stjärnbildningshastighet (SFR) uppskattas vara relativt hög – vissa studier pekar på en nivå på cirka 250 solmassor per år.

Tidigare studier har funnit att M1931 BCG har en av de mest röntgenstrålande svala kärnorna som hittills upptäckts, med en ekvivalent massakylhastighet på cirka 165 solmassor per år. Den har också en av de största kända reservoarerna av kall gas i en klusterkärna, med en massa på cirka 19 miljarder solmassor, samt stora mängder damm, med flera dammklumpar med temperaturer lägre än 10 K.

Allt som allt, M1931 BCG är ett exempel på ett kluster med en snabbt svalkande kärna och kraftfull återkoppling av aktiv galaktisk kärna (AGN) och övergår förmodligen mellan två dominerande bränsleformer för stjärnbildning och återkoppling. För att få mer insikter om arten och utvecklingen av denna BCG, ett team av astronomer ledda av Bianca-Iulia Ciocan från universitetet i Wien genomförde multivåglängdsobservationer av denna galax med hjälp av VLT:s Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) och ALMA.

"Baserat på VLT-MUSE optisk integralfältspektroskopi, vi undersökte BCG för det massiva cool-core CLASH-klustret MACS 1931.8-2635 vid en rödförskjutning av z=0.35, angående dess rumsligt upplösta stjärnbildningsaktivitet, joniseringskällor, kemiska överflöd, gas- och stjärnkinematik. Den optiska MUSE IFS-datan kompletteras med sub-mm ALMA-observationer, vilket gör att vi kan koppla egenskaperna hos den varma joniserade gasen till egenskaperna hos den kalla molekylära gaskomponenten, " skrev forskarna i tidningen.

Studien identifierade joniserande källor i olika regioner av M1931 BCG, finner att de joniserade och molekylära gaskomponenterna är samspatiala och samrörande. Den diffusa gasen som är instängd i galaxens svans faller sannolikt inåt, ger extra bränsle för stjärnbildning och AGN-feedback, vilket är i enlighet med modeller för kaotisk kalltillväxt. Den huvudsakliga källan till jonisering i galaxen verkar vara en blandning mellan stjärnbildning och andra energiska processer.

Stjärnbildningshastigheten för M1931 BCG beräknades till cirka 97 solmassor per år, med högsta värden i galaxens kärna. Cirka 80 % av klustrets stjärnmassa beräknas ha bildats för mer än 6 miljarder år sedan. Intraklustermediets (ICM) metallicitet hos M1931 visade sig stämma överens med gasfasmetalliciteten uppmätt i BCG:s interstellära medium (ISM). Detta fynd tyder på att den varma gasen som observerats i galaxens ISM har kondenserats från ICM.

"Galaxen är ett dispersionsdominerat system, typiskt för massiva, elliptiska galaxer. Gas- och stjärnkinematik är frikopplade, med de gasformiga hastighetsfälten som är närmare relaterade till bulkrörelserna hos intraklustermediet, ", avslutade författarna till tidningen.

© 2021 Science X Network