Un "front froid" gigantesque et résilient traversant l'amas de galaxies de Persée a été étudié à l'aide des données de l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA. Ce système météorologique cosmique s'étend sur environ deux millions d'années-lumière et voyage depuis plus de 5 milliards d'années, plus longtemps que l'existence de notre système solaire.

Ce graphique montre le front froid dans l'amas de Persée. L'image ci-dessus contient des données radiographiques de Chandra - pour les régions proches du centre du cluster - ainsi que des données du XMM-Newton de l'ESA et du désormais défunt satellite allemand Roentgen (ROSAT) pour les régions plus éloignées. Les données Chandra ont été spécialement traitées pour éclaircir le contraste des bords afin de rendre les détails subtils plus évidents.

Le front froid est la longue structure verticale sur le côté gauche de l'image (survolez l'image ci-dessus pour afficher les étiquettes). Il mesure environ deux millions d'années-lumière et s'est éloigné du centre de l'amas à environ 300, 000 milles à l'heure.

L'encart ci-dessous montre une vue rapprochée du front froid de Chandra. Cette image est une carte de température, où le bleu représente les régions relativement plus froides (30 millions de degrés) tandis que le rouge correspond aux régions les plus chaudes (80 millions de degrés).

Le front froid n'a pas seulement survécu à plus d'un tiers de l'âge de l'Univers, mais il est également resté étonnamment pointu et divisé en deux morceaux différents. Les astronomes s'attendaient à ce qu'un front froid aussi ancien se soit estompé ou érodé au fil du temps, car il a voyagé pendant des milliards d'années dans un environnement hostile d'ondes sonores et de turbulences causées par les explosions de l'énorme trou noir au centre de Persée.

Au lieu, la netteté du front froid de Persée suggère que la structure a été préservée par de puissants champs magnétiques qui l'entourent. La comparaison des données de rayons X de Chandra avec des modèles théoriques donne également pour la première fois aux scientifiques une indication de la force du champ magnétique du front froid.

Alors que les fronts froids dans l'atmosphère terrestre sont entraînés par la rotation de la planète, ceux dans les atmosphères des amas de galaxies comme Persée sont causés par des collisions entre l'amas et d'autres amas de galaxies. Ces collisions se produisent généralement lorsque la gravité du cluster principal tire le plus petit cluster vers l'intérieur vers son noyau central. Comme le plus petit groupe passe près du noyau central, l'attraction gravitationnelle entre les deux structures fait clapoter le gaz dans le noyau comme du vin tourbillonnant dans un verre. Le ballottement produit un motif en spirale de fronts froids se déplaçant vers l'extérieur à travers le gaz en grappe.

Aurora Simionescu et ses collaborateurs ont découvert à l'origine le front froid de Persée en 2012 en utilisant les données de ROSAT (le ROentgen SATellite), l'observatoire XMM-Newton de l'ESA, et le satellite japonais à rayons X Suzaku. La vision à rayons X haute résolution de Chandra a permis d'effectuer ce travail plus détaillé sur le front froid.

Les résultats de ce travail apparaissent dans un article qui sera publié dans le numéro d'avril de Astronomie de la nature et est disponible en ligne. Les auteurs de l'article sont Stephen Walker (Goddard Space Flight Center), John ZuHone (Centre Harvard-Smithsonian d'astrophysique), Jeremy Sanders (Institut Max Planck de physique extraterrestre), et Andrew Fabian (Institut d'astronomie, Cambridge, Angleterre.)

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.