Här kolliderar galaxhopar

 

Bild https://webbtelescope.org  centrala delen av Bullet Cluster, som består av två massiva galaxhopar. Det stora antalet galaxer och förgrundsstjärnor i bilden fångades av NASA:s James Webb Space Telescope i kortvågigt infrarött ljus medan glödande heta röntgenstrålar som ses har  fångats av NASA:s Chandra X-ray Observatory och visas i rosa.

 Den blå färgen representerar den mörka materian som forskarna just kartlagt med hjälp av Webbteleskopets detaljerade avbildning. Normalt kombineras gas, stoft, stjärnor och mörk materia till galaxer även när de är bundna av gravitation till större grupper (galaxhopar). Hopen är ovanlig på så vis att gasen och den mörka materian inom hopen är separerade vilket ger ytterligare bevis och stöd för mörk materia.

Sammantaget förfinar forskarnas nya mätningar avsevärt det vi vet om hur massa sprids i galaxhopar. Galaxhopen till vänster har ett asymmetriskt, långsträckt område av massa längs den vänstra kanten av det blå området, vilket pekar på tidigare sammanslagningar i hopen av galaxer.

Mörk materia avger, reflekterar eller absorberar inte ljus och forskarnas resultat tyder på att mörk materia inte visar några tecken på betydande självinteraktion. Om mörk materia verkligen växelverkade av sig själv i Webbs observationer skulle teamet se en förskjutning mellan galaxerna beroende av deras respektive mörka materia.

– När galaxhoparna kolliderade drogs gasen utåt och lämnades kvar, vilket röntgenstrålningen bekräftar, beskriver Kyle Finner, medförfattare och biträdande forskare vid IPAC vid Caltech i Pasadena, Kalifornien. Webbs observationer visar att mörk materia fortfarande ligger i linje med galaxerna.

Även om tidigare mätningar med andra teleskop också identifierade osynlig massa utöver massan i galaxerna, var det fortfarande möjligt att den mörka materian kunde växelverka med sig själv i någon grad. Dessa nya observationer sätter starkare gränser för beteendet hos partiklar av mörk materia. De märkliga nya klumparna och den långsträckta massan som forskarlaget identifierade kan betyda att galaxhopen bildades av mer än en kollision mellan galaxhopar miljarder år tillbaka.

Den större galaxhopen, som ses till vänster kan ha drabbats av en mindre kollision innan den rammade genom galaxhopen som ses till höger. Samma större kluster kan också ha upplevt en våldsam interaktion efteråt vilket orsakat en ytterligare omskakning av dess innehåll. "Ett mer komplicerat scenario skulle leda till en enorm asymmetrisk förlängning som vi ser till vänster", beskriver James Jee, medförfattare, professor vid Yonsei University och forskningsassistent vid UC Davis i Kalifornien.

Galaxklustret är enormt, även i jämförelse med kluster i rymden. Webbs NIRCam täckte en betydande del av det enorma området med sina bilder, men inte allt. Webbs första bilder gör det möjligt  att extrapolera hur tung hela "komplexet" är, men vi kommer att behöva framtida observationer av komplexets hela "area" för exakta mätningar.

Inom en snar framtid kommer forskarna också att ha omfattande bilder i kortvågigt infrarött ljus från NASA:s romerska rymdteleskop Nancy Grace, som ska lanseras i maj 2027. "Med Roman kommer vi att ha fullständiga uppskattningar av massan av hela galaxhopen, vilket  gör det möjligt för oss att återskapa den faktiska kollisionen på datorer", beskriver Finner.

Stjärnhopen finns i stjärnbilden Kölen ( eng.Carina) , 3,8 miljarder ljusår från jorden. 

"Med Webbs observationer mätte vi noggrant massan hos Bullet Cluster med den största linsdatamängden hittills, från galaxhopens kärnor hela vägen ut till deras utkanter", säger Sangjun Cha, huvudförfattare och doktorand vid Yonsei University i Seoul, Sydkorea. till artikeln som publicerades i  The Astrophysical Journal Letters. 

Det finns olika slag av galaxsamlingar även vår Vintergatan ingår i ett dock ett av de mindre. Men frågan är varför kluster finns?

På vissa platser i universum har tusentals galaxer samlats i stora kluster.

Vår Vintergatan ingår i en relativt liten galaxhop med namnet Lokala galaxhopen med ett fyrtiotal galaxer i närområdet. Medan ex Comahopen har tusentals galaxer. Se vidare om galaxhopar här. 

Tidigare har det ansetts att jättehopar av galaxer likt Copahopen innehåller en centrumgalax vilken till skillnad från övriga galaxer i jätteklustret inte rör sig utan är stillastående.

Men nya rön säger att så inte är fallet utan att även centrumgalaxen är i rörelse.

Det finns även en uppfattning om att en av galaxerna i ett kluster är ljusare än de andra. För min del tycker jag inte det är så mystiskt. Säkert finns ljusskillnader mellan dem alla.

Mellan dem existerar även den mystiska mörka materian och säkert även den mörka energin. Allt i någon form av något slag av mönster vi ännu inte förstår.

Även galaxhopars olikartade storlekar kan ses mönsterbildande både inom sitt kluster och  även i större sammanhang som hoparnas mönster mellan sig i det stora hela. Varför dessa uppbyggnader finns och varför de formats inom sig och i det stora eller överhuvudtaget är en gåta men har troligen en förklaring vi ännu eller aldrig kan förstå.

Bilden är på några exempel på galaxkluster vilka studerats av Hubble och Chandrateleskopet.