Deux amas de galaxies en train de fusionner ont créé une couche de gaz étonnamment chaud entre eux qui, selon les astronomes de l'Université du Colorado à Boulder, provient de turbulences causées par des collisions à des vitesses supersoniques.

Les deux grappes, qui se réunissent pour créer le plus grand amas de galaxies Abell 115, sont situés à quelque 2,4 milliards d'années-lumière. La zone turbulente de gaz chaud prise en sandwich entre les deux clusters, que le professeur Jack Burns de CU Boulder a comparé à un sillage derrière un bateau à moteur, est d'environ 300 millions de degrés F. C'est environ trois fois plus chaud que les deux noyaux de cluster plus petits et 10 fois plus chaud que le noyau du soleil, dit Burns, auteur principal de l'étude.

"Nous ne nous attendions pas à voir des gaz aussi chauds entre les composants du cluster, " a déclaré Burns. " Nous pensons que la turbulence est comme une grosse cuillère remuant des gaz, convertir l'énergie du mouvement des amas fusionnés en énergie thermique. C'est une manifestation d'eux qui s'entrechoquent comme deux pots géants, quelque chose que nous n'avons pas vraiment vu auparavant."

Burns a présenté les nouvelles découvertes lors d'un point de presse mardi, 6 juin lors de la 230e réunion de l'American Astronomical Society qui se tient à Austin, Texas, 4-8 juin.

Les deux amas de galaxies en fusion se composent individuellement de centaines de galaxies, chacun aussi grand ou plus grand que notre propre galaxie de la Voie Lactée, a déclaré Burns du Centre d'astrophysique et d'astronomie spatiale de CU Boulder. Amas de galaxies individuels, qui peut inclure des milliers de galaxies, sont les plus grands objets gravitationnellement liés dans l'univers.

« Énergétiquement parlant, les événements de fusion d'amas de galaxies sont les plus gros bangs de l'univers depuis le Big Bang, " dit Burns. " Ceux-ci sont énormes, des systèmes très dynamiques qui continuent d'évoluer à ce jour."

Les observations de l'équipe CU Boulder ont été faites à l'aide des données de l'observatoire à rayons X Chandra en orbite de la NASA et du Karl G. Jansky Very Large Array, une installation de radioastronomie près de Socorro, Nouveau Mexique, exploité par le National Radio Astronomy Observatory et financé par la National Science Foundation.

Les simulations informatiques de l'équipe montrent des régions de gaz relativement froids près des noyaux de chaque cluster fusionnant, indiquant que les deux objets se sont déjà rencontrés - peut-être en encerclant plusieurs fois et en dégageant du gaz l'un de l'autre avant de fusionner.

Les co-auteurs de l'étude, tout de CASA, comprennent l'associé de recherche Eric Hallman, doctorant Brian Alden, Le boursier postdoctoral principal de la NASA David Rapetti et le collaborateur principal Abhirup Datta. La nouvelle étude a été financée par le programme d'analyse des données astrophysiques de la NASA.

Pour analyser les températures au sein d'Abell 115 et d'autres clusters de fusion similaires, Burns et son équipe ont développé un logiciel pour produire des cartes de température à contraste élevé de toutes les régions d'amas dans les parties radio et radio du spectre électromagnétique. Le nouveau pipeline de données utilise le superordinateur du NASA Ames Research Center pour calculer 10, 000 à 100, 000 spectres dans chaque cluster, dit Burns.

L'équipe continue d'étudier les émissions radio qui s'étendent loin d'Abell 115 dans le milieu intergalactique, y compris leur relation avec le gaz à rayons X chaud.

"Ces émissions radio sont causées par des électrons dans le champ magnétique de l'amas de galaxies se déplaçant à une vitesse proche de la lumière, " a déclaré Burns. " Il est clair que quelque chose a stimulé les électrons, ce qui, selon nous, est lié au processus de cognement des grappes."

Dans le cadre du projet, l'équipe de CU Boulder étudie un échantillon de 50 autres amas de galaxies à des fins de comparaison, dit Burns.

Quelle est la prochaine étape pour Abell 115 ? "Nos simulations informatiques montrent que ces fusions de clusters peuvent être vraiment compliquées en termes de processus d'accrétion, selon l'état dans lequel nous les attrapons, " a déclaré Burns. " Nous pensons qu'Abell 115 finira par " se détendre " et deviendra centralisé, ce qui est relativement ennuyeux par rapport à ce que nous voyons actuellement."

Les amas de galaxies se forment dans ce qu'on appelle la toile cosmique de l'univers, dit Burns. La toile cosmique se compose de longues, d'étroits filaments de galaxies et de gaz intergalactique séparés par d'énormes vides. Les astronomes pensent que les filaments de la toile cosmique peuvent s'étirer sur des centaines de millions d'années-lumière, une longueur étonnante compte tenu d'une seule année-lumière est d'environ 5,9 billions de milles.