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Blick auf zwei kollidierende Galaxienhaufen
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik
astronews.com
15. Januar 2015
Beobachtungen des Galaxienhaufens RXCJ2359.5-6042 mit XMM-Newton deuten darauf hin, dass es sich bei dem Haufen um das Produkt der
Verschmelzung zweier Galaxienhaufen handelt. Der kompakte Kern des einen Haufens
ist dabei noch deutlich zu erkennen. Von der Untersuchung erhoffen sich die
Forscher neue Erkenntnisse über das Wachstum dieser gewaltigen Strukturen.
Röntgenbild des
Galaxienhaufens RXCJ2359.5-6042, im Energieband
zwischen 0,5 und 2 keV.
Bild: MPE [Großansicht] |
Galaxienhaufen sind die größten Bausteine des Universums, und sie wachsen
immer noch weiter - vor allem durch Kollisionen mit anderen Galaxienhaufen.
Neben Hunderten oder Tausenden von Galaxien enthalten diese Haufen auch heißes
Gas, das hochenergetische Röntgenstrahlung aussendet. Diese Strahlung bildet die
Struktur dieser riesigen Systeme perfekt ab.
"Röntgenbeobachtungen geben uns die besten Einblicke in die Struktur von
Galaxienhaufen", erläutert Prof. Hans Böhringer, leitender Wissenschaftler am
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE). Hunderte von
Galaxienhaufen sind mittlerweile mit den modernen weltraumgestützten
Röntgenteleskopen wie XMM-Newton der ESA und Chandra der NASA
beobachtet worden. "Ungefähr in einem von zwanzig oder dreißig Systemen finden
wir klare Beweise dafür, dass diese Galaxienhaufen derzeit eine Verschmelzung
erleben."
Allerdings, so die Forscher, würde keine der bisherigen Beobachtungen ein derart interessantes
Bild von einer Fusion zeigen, wie die neuen Daten des Galaxienhaufens RXCJ2359.5-6042,
der auch unter der Bezeichnung Abell 4067 bekannt ist. Dieses Objekt wurde im
Rahmen einer systematischen Suche nach Galaxienhaufen am Südhimmel in den Daten
des Röntgensatelliten ROSAT in den 1990er Jahren entdeckt. Der Haufen ist etwa
1,35 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt.
Neue, detailliertere Röntgenbeobachtungen von Böhringer und der
MPE-Astrophysikerin Gayoung Chon zeigen jetzt, dass RXCJ2359.5-6042 Anzeichen
einer Verschmelzung von einem kleinen, kompakten Haufen mit einem großen,
weniger dichten System aufweist. In der neuen Röntgenansicht des Systems zeigt
sich der große, ausgedehntere und weniger dichte Haufen in Form von schwächerer
Röntgenemission, die sich hauptsächlich in Nord-Süd-Richtung erstreckt.
Eingebettet in diesen Haufen ist eine sehr kompakte Röntgenquelle, die einen
Schweif auf der Westseite nach sich zieht.
"Dies kann als die Überbleibsel eines kleinen, dichten Galaxienhaufens
interpretiert werden, der in den größeren Haupthaufen gefallen ist", erklärt
Chon. "Die sehr helle Quelle ist eindeutig ausgedehnt und ihr Röntgenspektrum
stimmt mit relativ kühlem Gas bei einer Temperatur von weniger als 20 Millionen
Grad überein. Demgegenüber hat das Gas des Haupthaufens eine Temperatur von etwa
40 Millionen Grad."
Beim Eindringen des kleineren Systems in den größeren Galaxienhaufen wurde
offenbar die äußere Gashülle abgestreift und in die Länge gezogen; die äußeren
Bereiche haben sich zum Teil bereits mit dem Gas des Haupthaufens vermischt. Der
kompakte, kühle Kern des einfallenden Systems – ursprünglich das Zentrum des
kleinen Galaxienhaufens - hat die Kollision aber bisher überlebt.
Diese Interpretation der Röntgendaten wird auch durch optische Aufnahmen des
Systems gestützt, bei denen eine große Galaxie in der Mitte des kompakten
Überrests zu sehen ist - wie sie in den meisten Fällen im Zentrum von
Galaxienhaufen gefunden wird. "Wir können den Prozess der Verschmelzung hier
sehr deutlich beobachten, da die Kollision fast in der Himmelsebene passiert",
betont Chon. "Und wir können sogar das wahrscheinliche Schicksal dieser
Verschmelzung in den nächsten Milliarden Jahren vorhersagen: Das Gas im Schweif
wird sich mit dem Gas des Haupthaufens vermischen und der kühle Kern wird
schließlich durch die Schwerkraft seinen Weg zur Mitte des Gesamtsystems finden,
um dort den zentralen, kühlen Kern eines noch massereicheren Galaxienhaufens zu
bilden."
Weitere Einsichten dazu, wie die äußeren Bereiche des einfallenden Haufens
abgestreift werden und wie sich das Gas aus den beiden Komponenten mischt,
erhoffen sich Chon und Böhringer von siebenfach tieferen Beobachtungen dieses
Objekts. Hierfür wurde den Astronomen bereits Beobachtungszeit mit XMM-Newton
bewilligt. Ein besseres Verständnis der Prozesse in diesem leicht
durchschaubaren System sollte, so die Hoffnung, dazu beitragen, das Wachstum von
Galaxienhaufen generell besser zu verstehen.
Über ihre Beobachtungen berichten Chon und Böhringer in einem Fachartikel,
der in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics erscheinen wird.
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