Les astronomes ont utilisé les données de l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA pour capturer une image spectaculaire d'une énorme queue de gaz chaud s'étendant sur plus d'un million d'années-lumière derrière un groupe de galaxies qui tombe dans les profondeurs d'un amas de galaxies encore plus grand. . Des découvertes comme celle-ci aident les astronomes à se renseigner sur l'environnement et les conditions dans lesquelles évoluent les plus grandes structures de l'Univers.

Les amas de galaxies sont les plus grandes structures de l'Univers maintenues ensemble par la gravité. Alors que les amas de galaxies peuvent contenir des centaines voire des milliers de galaxies individuelles, la part du lion de la masse dans un amas de galaxies provient des gaz chauds, qui émet des rayons X, et de la matière noire invisible. Comment ces géants cosmiques sont-ils devenus si gros ?

Cette nouvelle image montre une voie :la capture des galaxies alors qu'elles sont attirées par la gravité extraordinairement puissante d'un amas de galaxies. Dans le panneau de gauche, une vue grand champ du cluster, appelé Abell 2142, est vu. Abell 2142 contient des centaines de galaxies noyées dans du gaz à plusieurs millions de degrés détecté par Chandra (violet). Le centre de l'amas de galaxies est situé au milieu de l'émission violette, dans la partie inférieure de l'image. Seul le gaz chaud le plus dense est montré ici, ce qui implique que le gaz moins dense plus loin du milieu de l'amas n'est pas représenté dans l'émission violette. Dans cette image composite, les données Chandra ont été combinées avec les données optiques du Sloan Digital Sky Survey en rouge, vert, et bleu.

Une queue lumineuse aux rayons X située dans le coin supérieur gauche de l'image vise directement Abell 2142. Le panneau de droite contient une vue plus rapprochée de cette queue. Un groupe de galaxies contenant quatre galaxies brillantes est près de la "tête" tandis que la "queue" s'étend en haut à gauche. (Groupes de galaxies, tels que définis par les astronomes contiennent une poignée à quelques dizaines de galaxies, par opposition à des amas de galaxies beaucoup plus peuplés.) La direction de la queue et le bord d'attaque tranchant du gaz chaud autour du groupe de galaxies, identifié dans la version étiquetée, montre que le groupe tombe presque directement vers le centre d'Abell 2142. Une vue rapprochée des quatre galaxies brillantes (nommées G1, G3, G4 et G5) sont représentés sous forme d'image optique et radiographique. La galaxie G2 est un objet de fond, plutôt qu'un membre du groupe des galaxies.

Alors que le groupe de galaxies tombe dans Abell 2142, une partie du gaz chaud est extraite, un peu comme les feuilles d'un arbre à l'automne lors d'une forte rafale de vent. Au fur et à mesure que le gaz se retire, il forme une queue droite et relativement étroite qui s'étend sur environ 800, 000 années-lumière. La forme de la queue suggère que les champs magnétiques qui l'entourent agissent comme un bouclier pour contenir le gaz. Au-delà d'environ un million d'années-lumière, la queue s'évase et devient irrégulière. Cela peut signifier que la turbulence dans les gaz chauds de l'amas de galaxies est plus forte dans cette zone, aider à briser l'effet du bouclier magnétique.

La face inférieure de la queue s'évase plus que la face supérieure. Cela peut être causé par une asymétrie antérieure dans le gaz chaud dans le groupe de galaxies. Une telle asymétrie pourrait résulter d'une explosion générée par un trou noir supermassif dans l'une des galaxies du groupe, ou de fusions entre galaxies du groupe. De tels événements pourraient conduire à ce que certaines parties du gaz du groupe de galaxies soient extraites plus facilement que d'autres.

Les nouvelles données de Chandra confirment également que deux des quatre galaxies brillantes du groupe, G3 et G4, contenir une croissance rapide, trous noirs supermassifs. Les deux sources de rayons X correspondantes se chevauchent étroitement dans l'image Chandra.

Un article décrivant les résultats, dirigé par Dominique Eckert de l'Université de Genève en Suisse, est apparu dans le Astronomie &Astrophysique journal et est disponible en ligne. Le Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, Alabama, gère le programme Chandra pour la Direction des missions scientifiques de la NASA à Washington. L'observatoire d'astrophysique Smithsonian à Cambridge, Massachusetts, contrôle les opérations scientifiques et aériennes de Chandra.