Es ist heiß. Und es ist eine der lautesten Weltraumpartys, die Astronomen je gesehen haben.
Ein Forschungsteam, das eine Kombination aus drei leistungsstarken Teleskopen verwendet, verschüttet die Bohnen auf dem Galaxienhaufen MACSJ0717.5 + 3745 (kurz MACSJ0717), der sich etwa 5,4 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Das wilde System enthält vier separate Galaxienhaufen, die eine dreifache Fusion durchlaufen - das erste Mal, dass ein solches Phänomen dokumentiert wurde - und das ist erst der Anfang.
Galaxienhaufen sind die größten Objekte, die durch die Schwerkraft im Universum gebunden sind. Mithilfe von Daten des Chandra-Röntgenobservatoriums der NASA, des Hubble-Weltraumteleskops und des Keck-Observatoriums in Mauna Kea, Hawaii, konnten Astronomen die dreidimensionale Geometrie und Bewegung in MACSJ0717 bestimmen.
Sein 13 Millionen Lichtjahre langer Strom von Galaxien, Gas und dunkler Materie - bekannt als Filament - strömt in eine Region, die bereits voller Galaxien ist. Wie eine Autobahn von Autos, die auf einen vollen Parkplatz mündet, hat dieser Galaxienfluss eine Kollision nach der anderen verursacht.
"Zusätzlich zu dieser enormen Anhäufung ist MACSJ0717 auch wegen seiner Temperatur bemerkenswert", sagte der Hauptautor Cheng-Jiun Ma von der Universität von Hawaii. „Da bei jeder dieser Kollisionen Energie in Form von Wärme freigesetzt wird, hat MACS0717 eine der höchsten Temperaturen, die jemals in einem solchen System beobachtet wurden.“
Während das Filament, das zu MACJ0717 führt, zuvor entdeckt worden war, zeigen diese Ergebnisse zum ersten Mal, dass es die Quelle dieses galaktischen Schlagens war. Der Beweis ist zweifach. Zunächst verfolgten die Forscher durch Vergleichen der Position des Gases und der Galaxienhaufen die Richtung der Bewegungen der Cluster, die in den meisten Fällen der Ausrichtung des Filaments entsprachen. Zweitens ist die größte heiße Region in MACSJ0717 die Stelle, an der das Filament den Cluster schneidet, was auf anhaltende Auswirkungen hindeutet.
"MACSJ0717 zeigt, wie riesige Galaxienhaufen auf Skalen von vielen Millionen Lichtjahren mit ihrer Umgebung interagieren", sagte Teammitglied Harald Ebeling, ebenfalls von der Universität von Hawaii. "Dies ist ein wunderbares System, um zu untersuchen, wie Cluster wachsen, wenn Material entlang der Filamente in sie fällt."
Computersimulationen zeigen, dass die massereichsten Galaxienhaufen in Regionen wachsen sollten, in denen sich großflächige Filamente aus intergalaktischem Gas, Galaxien und dunkler Materie schneiden und Material entlang der Filamente nach innen fällt.
"Es ist aufregend, dass die Daten, die wir von MACSJ0717 erhalten, wunderbar zu dem in den Simulationen dargestellten Szenario passen", sagte Ma.
In Zukunft hoffen Ma und sein Team, noch tiefere Röntgendaten zu verwenden, um die Gastemperatur über die gesamte Ausdehnung des Filaments von 13 Millionen Lichtjahren zu messen. Es bleibt noch viel über die Eigenschaften von heißem Gas in Filamenten zu lernen und darüber, ob Infall entlang dieser Strukturen das Gas in Clustern über große Maßstäbe signifikant erwärmen kann.
"Dies ist der spektakulärste und verstörteste Cluster, den ich je gesehen habe", sagt Ma, "und wir glauben, dass wir viel mehr daraus lernen können, wie die Struktur in unserem Universum wächst und sich entwickelt."
Das Papier, das diese Ergebnisse beschreibt, erschien in der Ausgabe vom 10. März vonAstrophysical Journal Letters.
Quelle: Chandra-Standort der Harvard University. Weitere Informationen finden Sie auf der Chandra-Website der NASA. Das Papier finden Sie hier.
