Pour la première fois, les astronomes ont découvert deux amas géants de galaxies qui sont sur le point d'entrer en collision. Cette observation peut être considérée comme une « pièce manquante du puzzle » dans notre compréhension de la formation de la structure dans l'univers, puisque les structures à grande échelle, telles que les galaxies et les amas de galaxies, croissent par collisions et fusions. Le résultat a été publié dans Astronomie de la nature .

Les amas de galaxies sont les plus grands objets liés connus et se composent de centaines de galaxies contenant chacune des centaines de milliards d'étoiles. Depuis le Big Bang, ces objets ont grandi en entrant en collision et en fusionnant les uns avec les autres. En raison de leur grande taille, avec des diamètres de quelques millions d'années-lumière, ces collisions peuvent prendre environ un milliard d'années. Une fois la poussière retombée, les deux clusters en collision auront fusionné en un seul plus grand cluster.

Parce que le processus de fusion prend beaucoup plus de temps qu'une vie humaine, nous ne voyons que des instantanés des différentes étapes de ces collisions. Le défi consiste à trouver des clusters en collision qui sont juste au stade de se toucher pour la première fois. En théorie, cette étape a une durée relativement courte et est donc difficile à trouver. C'est comme trouver une goutte de pluie qui touche juste la surface de l'eau sur une photographie d'un étang pendant une averse. Évidemment, une telle image montrerait beaucoup de gouttelettes et d'ondulations tombant à la surface de l'eau, mais seulement quelques gouttelettes en train de fusionner avec l'étang. De la même manière, les astronomes ont trouvé beaucoup d'amas simples et d'amas fusionnés avec des ondulations sortantes indiquant une collision passée, mais jusqu'à présent, il n'y avait pas deux grappes sur le point de se toucher.

Une équipe internationale d'astronomes vient d'annoncer la découverte de deux amas sur le point d'entrer en collision. Cela a permis aux astronomes de tester leurs simulations informatiques, qui montrent que dans les premiers instants, une onde de choc est créée entre les clusters et se propage perpendiculairement à l'axe de fusion. "Ces clusters montrent la première preuve claire de ce type de choc de fusion, ", déclare le premier auteur Liyi Gu de l'institut national des sciences RIKEN au Japon et de l'Institut néerlandais de recherche spatiale SRON. "Le choc a créé une zone de ceinture chaude de 100 millions de degrés de gaz entre les clusters, qui devrait s'étendre jusqu'à, voire dépasser la limite des amas géants. Par conséquent, le choc observé a un impact énorme sur l'évolution des amas de galaxies et des structures à grande échelle."

Les astronomes prévoient de collecter davantage d'« instantanés » pour finalement construire un modèle continu décrivant l'évolution des fusions de clusters. Hiroki Akamatsu, chercheur au SRON :"D'autres clusters de fusion comme celui-ci seront trouvés par eROSITA, une mission d'étude du ciel par rayons X qui sera lancée cette année. Deux autres missions à rayons X à venir, XRISM et Athéna, nous aidera à comprendre le rôle de ces chocs de fusion colossaux dans l'histoire de la formation de la structure."

Liyi Gu et ses collaborateurs ont étudié la paire en collision lors d'une campagne d'observation, réalisée avec trois satellites à rayons X (satellite XMM-Newton de l'ESA, le satellite Chandra de la NASA, et le satellite Suzaku de la JAXA) et deux radiotélescopes (Low-Frequency Array, un projet européen porté par les Pays-Bas, et le radiotélescope géant à ondes métriques exploité par le Centre national de radioastrophysique de l'Inde).