Chandra attrape la fronde lors de l’impact

Lorsque les titans de l’espace – des amas de galaxies – entrent en collision, des choses extraordinaires peuvent se produire. Une nouvelle étude utilisant l’observatoire à rayons X Chandra de la NASA examine les retombées après la collision de deux amas de galaxies.

Les amas de galaxies sont les plus grandes structures de l’univers maintenues ensemble par la gravité et contiennent des centaines voire des milliers d’individus. galaxies Immergé dans des océans géants de gaz surchauffés. à amas de galaxiesLa matière naturelle, comme les atomes qui composent les étoiles, les planètes et tout ce qui se trouve sur Terre, se présente principalement sous forme de gaz chauds et d’étoiles. La masse du gaz intergalactique chaud est bien supérieure à la masse des étoiles dans toutes les galaxies. Cette matière normale dans l’amas est liée par l’attraction gravitationnelle d’une plus grande masse de matière noire.

En raison des masses massives et des vitesses impliquées, les collisions et les fusions entre groupes de galaxies sont parmi les événements les plus énergétiques de l’univers.

Dans une nouvelle étude de l’amas de galaxies Abell 1775, situé à environ 960 millions d’années-lumière de la Terre, une équipe d’astronomes dirigée par Andrea Botion de l’Université de Leiden aux Pays-Bas a annoncé avoir trouvé un motif en spirale dans les données de rayons X de Chandra. Ces résultats témoignent d’un passé mouvementé pour le groupe.

Lorsqu’il y a une collision entre deux groupes de galaxies de tailles différentes, le plus petit bloc commencera à traverser le plus grand groupe. (En raison de sa supermasse, la plus grande masse a le dessus en ce qui concerne l’attraction gravitationnelle.) Au fur et à mesure que la plus petite masse se déplace, le gaz chaud est éliminé par friction. Cela laisse derrière lui une queue, ou queue, qui court derrière le bloc. Une fois que le plus petit centre de masse a dépassé le plus grand centre de masse, le gaz dans la queue commence à rencontrer moins de résistance et contourne son centre de groupe. Cela peut faire que la queue « lance une fronde » lorsqu’elle vole sur le côté et se courbe lorsqu’elle s’éloigne du centre de la grappe.

Les dernières données de Chandra contiennent des preuves – y compris la luminosité des rayons X et les températures qu’ils représentent – pour l’une de ces queues de « fronde » incurvées. Des études antérieures d’Abell 1775 avec Chandra et d’autres télescopes ont indiqué, mais n’ont pas confirmé, qu’il y a une collision en cours dans ce système.

Une nouvelle image d’Abell 1775 contient des rayons X de Chandra (bleu), des données optiques du télescope Pan-STARRS à Hawaï (bleu, jaune et blanc) et des données radio du LOw Frequency ARray (LOFAR) aux Pays-Bas ( rouge). La queue dans cette image est indiquée avec une région de gaz avec un bord incurvé, appelé « front froid », qui est beaucoup plus dense et plus froid que le gaz dans lequel il est pompé. La queue et le front froid se courbent dans la même direction, créant une apparence en spirale. Une image étiquetée distincte montre le champ de vision des données Chandra.

Les astronomes ont précédemment découvert qu’Abell 1775 contenait un jet massif et une source radio, qui est également montrée dans cette nouvelle image composite. Ce jet est alimenté par un trou noir supermassif dans une grande galaxie elliptique au centre de l’amas. De nouvelles données de LOFAR et du Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) en Inde révèlent que l’avion radio mesure en réalité 2,6 millions d’années-lumière. C’est environ deux fois plus longtemps que les astronomes le pensaient auparavant, ce qui en fait l’une des plus longues observées dans un groupe de galaxies. La cellule change brusquement lorsqu’elle traverse le gaz moins dense en haut de l’image, à travers le bord du front froid, ce qui signifie que la collision l’a affectée.

Selon la nouvelle étude, les mouvements de gaz au sein de la masse pourraient être responsables d’autres structures détectées en observant Abell 1775 dans les ondes radio, telles que deux brins situés près de l’origine du jet (dont l’un est nommé). Les données LOFAR et Chandra ont également permis aux chercheurs d’étudier en détail les phénomènes qui contribuent à l’accélération des électrons dans le jet de cette galaxie et à l’émission radio près du plus grand centre de masse.

Il existe une explication alternative à l’apparition de la masse. Lorsqu’un petit groupe s’approche d’une masse plus importante, le gaz chaud et dense du plus grand groupe sera attiré par gravitation. Une fois que la plus petite masse a traversé le centre de l’autre masse, la direction du mouvement du gaz de la masse s’inverse et revient vers le centre de masse. Le gaz en grappe se déplace à nouveau au centre et « roule » d’avant en arrière, comme du vin qui coule dans un verre coupé latéralement. Le gaz qui s’échappe se termine par un motif hélicoïdal car la collision entre les deux groupes était décentrée.

L’équipe de Button privilégie le scénario de la queue de la fronde, mais un groupe distinct d’astronomes dirigé par Dan Hu de l’Université Jiao Tong de Shanghai en Chine privilégie l’interprétation floconneuse basée sur les données de Chandra et XMM-Newton de l’ESA. Les scénarios de fronde et d’escalade impliquent une collision entre deux groupes de galaxies. Finalement, les deux groupes fusionneront complètement pour former une plus grande galaxie Réunis.

D’autres observations et modélisations d’Abell 1775 sont nécessaires pour aider à choisir entre ces deux scénarios.

Un article décrivant les résultats a été publié par l’équipe de Botion dans la revue Astronomie et astrophysique et il Disponible en ligne. Un ouvrage séparé sur la théorie du « refoulement » dirigé par Dan Hu a été accepté pour publication dans The Journal d’Astrophysique ةلة et lui aussi Disponible en ligne.