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. 

En kollison mellan två galaxer

 

Bild https://www.eso.org  Astronomer har för första gången bevittnat en våldsam kosmisk kollision där en galax genomborrar en annan under intensiv strålning.

Två galaxer ses störa varandra därute. Om och om igen rusar de mot varandra i hastigheter av 500 km/s på  våldsam kollisionskurs, bara för att utdela ett snabbt slag innan de retirerar och påbörjar ytterligare en runda. ”Av denna anledning går detta system under smeknamnet det ’kosmiska tornerspelet’”, beskriver en av studiens forskningsledare, Pasquier Noterdaeme vid Institut d'Astrophysique de Paris, Frankrike och det fransk-chilenska laboratoriet för astronomi i Chile. Men dessa galaktiska ryttare är inte direkt ridderliga och en av dem har en mycket orättvis fördel då den använder en kvasar för att genomborra sin motståndare med en spjutliknande stråle.

Kvasarer är de ljusstarka kärnorna i vissa avlägsna aktiva galaxer drivna av supermassiva svarta hål vilka frigör enorma mängder energi. Både kvasarer och kolliderande galaxer var mycket vanligare i universums första miljarder år. Därför riktar astronomer teleskop mot det avlägsna förflutna för att undersöka dem. Ljuset ovan nämnt "kosmiskt tornerspel" har tagit över 11 miljarder år att nå oss. Detta innebär att vi ser händelsen så som det såg ut när universum var 18 % av sin nuvarande ålder.

"Här ser vi för första gången effekten av en kvasars strålning på gasen i en i övrigt ordinär  galax", förklarar den andre av studiens två forskningsledare, Sergei Balashev vid Ioffe-institutet i Sankt Petersburg, Ryssland. De nya observationerna indikerar att strålningen som frigörs av kvasaren stör gas- och stoftmolnen i den andra galaxen och lämnar endast de minsta och tätaste regionerna kvar. Dessa regioner är sannolikt för små för att här ska kunna bildas stjärnor, en dramatisk transformation som denna resulterar i färre stjärnor i den skadade galaxen (galaxen som genomborras av den energirika strålen från den andra galaxens kvasarutkast).

Balashev förklarar att "dessa kosmiska kollisioner tros ge enorma mängder gas till de supermassiva svarta hål som finns i galaxernas centra." I det kosmiska tornerspelet finns nya bränslereserver inom räckhåll för det svarta hål som driver kvasaren. Allt eftersom det svarta hålet drar till sig mer materia kan kvasaren fortsätta sin skadliga attack.

Forskarnas resultat, publicerades i dagarna i tidskriften Nature  I den studien kombinerades observationer från European Southern Observatory's Very Large Telescope (ESO:s VLT) och Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), vilket avslöjade intrikata detaljer i denna galaktiska strid.