Image aux rayons X, Étiqueté. Crédit :NASA/CXC/SAO/V.Parekh, et al
Il y a plusieurs centaines de millions d'années, deux amas de galaxies sont entrés en collision puis se sont croisés. Ce puissant événement a libéré un flot de gaz chaud de chaque amas de galaxies qui a formé un pont inhabituel entre les deux objets. Ce pont est maintenant matraqué par des particules chassées d'un trou noir supermassif.
Les amas de galaxies sont les plus gros objets de l'univers maintenus ensemble par la gravité. Ils contiennent des centaines ou des milliers de galaxies, de grandes quantités de gaz de plusieurs millions de degrés qui brillent dans les rayons X, et d'énormes réservoirs de matière noire invisibles.
Le système connu sous le nom d'Abell 2384 montre les structures géantes qui peuvent résulter de la collision de deux amas de galaxies. Un pont de gaz surchauffé à Abell 2384 est montré dans cette image composite de rayons X de l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA et du XMM-Newton de l'ESA (bleu), ainsi que le radiotélescope géant Metrewave en Inde (rouge). Cette nouvelle vue multi-longueurs d'onde révèle les effets d'un jet s'éloignant d'un trou noir supermassif au centre d'une galaxie dans l'un des amas. Le jet est si puissant qu'il courbe la forme du pont de gaz, qui s'étend sur plus de 3 millions d'années-lumière et a une masse d'environ 6 000 milliards de soleils.
Une version étiquetée de l'image trace la forme du pont, marque la position du trou noir supermassif, et montre où le jet pousse le gaz chaud dans le pont latéralement sur le site de collision. Le lobe d'émission radio marquant la fin de chaque jet est également représenté. Sur le site de collision, les astronomes ont trouvé des preuves d'un front de choc, semblable à un bang sonique d'un avion supersonique, ce qui peut garder le gaz chaud et l'empêcher de se refroidir pour former de nouvelles étoiles.
Image radiophonique, Étiqueté. Crédit :NASA/CXC/NCRA/GMRT
L'émission radio s'étend sur environ 1,2 million d'années-lumière du trou noir au nord et environ 1,7 million d'années-lumière au sud. L'émission radio nord est également plus faible que l'émission sud. Ces différences pourraient s'expliquer par l'émission radio vers le nord ralentie par l'impact du jet avec les gaz chauds dans le pont.
Chandra a souvent observé des cavités dans les gaz chauds créées par des jets au centre des amas de galaxies, comme l'amas de Persée, MS 0735 et l'amas d'Ophiuchus. Cependant, Abell 2384 offre un cas rare d'une telle interaction se produisant dans la région externe d'un cluster. Il est également inhabituel que le trou noir supermassif entraînant le jet ne se trouve pas dans la plus grande galaxie située au centre de l'amas.
Les astronomes considèrent que des objets comme Abell 2384 sont importants pour comprendre la croissance des amas de galaxies. Sur la base de simulations informatiques, il a été montré qu'après une collision entre deux amas de galaxies, ils oscillent comme un pendule et se traversent plusieurs fois avant de fusionner pour former un amas plus grand. Sur la base de ces simulations, les astronomes pensent que les deux amas d'Abell 2384 finiront par fusionner.
Abell 2384 est situé à 1,2 milliard d'années-lumière de la Terre. Sur la base de travaux antérieurs, Les scientifiques estiment que la masse totale d'Abell 2384 est de 260 000 milliards de fois la masse du Soleil. Cela inclut la matière noire, gaz chaud et les galaxies individuelles.
Un article décrivant ce travail a été publié dans le numéro de janvier 2020 du Avis mensuels de la Royal Astronomical Society , et est disponible en ligne.
