Une image en fausses couleurs à plusieurs longueurs d'onde de l'amas de galaxies " Brosse à dents ", 1RXS J0603.3+4214. L'intensité en rouge montre l'émission radio, le bleu est aux rayons X, et le composite de couleur de fond est une émission optique. Les astronomes étudiant l'amas avec de nouvelles observations radio combinées à d'autres longueurs d'onde ont pu confirmer le scénario de fusion des galaxies et estimer l'intensité du champ magnétique dans les chocs. Crédit :van Weeren et al.
La plupart des galaxies se trouvent dans des amas contenant de quelques à des milliers d'objets. Notre Voie Lactée, par exemple, appartient à un amas d'une cinquantaine de galaxies appelé Groupe Local dont l'autre grand membre est la galaxie d'Andromède à environ 2,3 millions d'années-lumière. Les amas sont les objets liés gravitationnellement les plus massifs de l'univers et se forment (selon les idées actuelles) de manière "ascendante" avec des structures plus petites développant d'abord des groupes plus grands s'assemblant plus tard dans l'histoire cosmique. La matière noire joue un rôle important dans ce processus de croissance.
Exactement comment ils grandissent, cependant, semble dépendre de plusieurs processus physiques concurrents, y compris le comportement du gaz intracluster. Il y a plus de masse dans ce gaz que dans toutes les étoiles des galaxies d'un amas, et le gaz peut avoir une température de dix millions de kelvin ou même plus. Par conséquent, le gaz joue un rôle important dans l'évolution du cluster. Le gaz chaud intracluster contient des particules chargées en mouvement rapide qui rayonnent fortement aux longueurs d'onde radio, révélant parfois de longues structures filamenteuses.
L'amas de galaxies "Brosses à dents", 1RXS J0603.3+4214, héberge trois de ces structures radio ainsi qu'un grand halo. La caractéristique radio la plus importante s'étend sur plus de six millions d'années-lumière, avec trois composants distincts qui ressemblent à la brosse et au manche d'une brosse à dents. Le manche est particulièrement énigmatique car, en plus d'être grand et très droit, il est excentré par rapport à l'axe du cluster. On pense que le halo résulte de la turbulence produite par la fusion des galaxies, bien que d'autres possibilités aient été suggérées.
les astronomes du CFA Reinout van Weeren, Bill Forman, Felipe Andrade-Santos, Ralph Kraft, et Christine Jones et leurs collègues ont utilisé l'installation Very Large Array (VLA) pour observer les particules relativistes dans l'amas avec précision, imagerie radio sensible, qu'ils ont comparé avec Chandra X-ray et d'autres ensembles de données. A la radio, la brosse à dents a une crête très étroite, créé par un choc énorme résultant de la fusion, et au moins trente-deux sources compactes non détectées auparavant. Les morphologies radio et rayons X du halo sont très similaires et appuient le scénario de fusion. Les astronomes sont également capables d'estimer la force du champ magnétique, et combiné avec d'autres résultats, l'utiliser pour conclure que le scénario de fusion est le plus approprié.
