Ударная волна от столкновения гигантских галактик

Четыре массивных скопления галактик столкнулись примерно в 5 млрд световых лет от Земли. Их союз создает гигантский пучок тысяч галактик.

Райнаут ван Вирен (Reinout van Weeren)Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики (CFA) в Бостоне, штат Массачусетс  (он представил последние наблюдения во вторник на 224-м собрании американского астрономического сообщества)

Это действительно один из мощнейших кластеров и одно из самых сложных слияний, о которых мы знаем.

Космический телескоп Hubble ранее уже делал изображения скопления под названием MACS J0717+3745 в оптическом свете. Теперь орбитальная рентгеновская обсерватория Chandra и радиотелескоп Very Large Array в Нью-Мексико наблюдали за кластером в рентгеновских и радиолучах соответственно. Новые данные представили особенности, которые были до этого невидимы.

На этом изображении сталкивающихся скоплений галактик MACS J0717 +3745 синим показаны рентгеновские лучи (видимые обсерваторией Chandra), а красным – радиоволны (видимые Very Large Array), фоновое изображение основано на данных с космического телескопа Hubble.

Например, яркие полосы радиосвета необычной формы, ученые полагают, что это может быть излучение, которое испускают высокоэнергетические заряженные частицы. Тот факт, что эта особенность совпадает с площадью чрезвычайно горячего газа (более 100 млн кельвинов) показывает, что здесь мощный тепловой удар действует как ускоритель космических частиц, разгоняя их до огромных энергий.

Наблюдения показывают, что там энергия частиц до миллиона раз больше, чем в наземных атомных ускорителях, например, в Большом адронном коллайдере в Швейцарии. В некотором смысле это столкновение скоплений галактик не так жестоко, как кажется. 

Райнаут ван Вирен (Reinout van Weeren)Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики (CFA) в Бостоне, штат Массачусетс

Это очень медленный процесс. Большинство галактик проходят мимо друг друга. Но газ, сталкиваясь, образует тепловой удар.

Когда облака газа сливаются, они нагреваются, образуя ударный фронт там, где магнитное поле оказывается сжато. В результате частицы движутся впереди назад по фронту, набирая энергию от тепла газа. Постепенно частицы становятся настолько энергетически активными, что вылетают в космос. Ученые надеются изучить их и узнать, являются ли кластеры подобные этим, источником космических лучей (высокоскоростных частиц), которые попадают в атмосферу Земли из космоса.

Новые наблюдения за MACS J0717 +3745 также показывают очень далекие галактики, свет от которых был искажен и усилен мощной силой притяжения четырех сталкивающихся кластеров. Явление, называемое гравитационным линзированием, является следствием общей теории относительности Эйнштейна, которая показывает, что масса искажает пространство-время вокруг него, в результате чего движущийся свет превращается в изогнутую линию.

«Этот кластер такой сложный, а усиление такое необычное», говорит Уильям Форман (William Forman), также из CFA. Огромное количество массы, собранной в MACS J0717 +3745, делает его одной из лучших известных нам гравитационных линз. Также в этом году астрономы планируют использовать Hubble для наблюдения за объектом в рамках программы Научного института космических телескопов Frontier Fields. Телескоп использует очень длительную выдержку для своих чрезвычайно глубоких изображений.

Линзирование MACS J0717 +3745 дает Hubble дополнительный импульс, который позволяет заглянуть ему еще глубже.