天文学家捕捉到了至少三个星系团之间持续不断的壮观碰撞。 来自 NASA 的钱德拉 X 射线天文台、ESA(欧洲航天局)的 XMM-Newton 和三个射电望远镜的数据正在帮助天文学家理清这个混乱场景中发生的事情。 像这样的碰撞和合并是星系团成长为今天所见的巨大宇宙大厦的主要方式。 它们也是宇宙中最大的粒子加速器。
这次碰撞形成的巨大星系团是 Abell 2256,距离地球 7.8 亿光年。 这张 Abell 2256 的合成图像将钱德拉和 XMM 的蓝色 X 射线与巨米波射电望远镜 (GMRT)、低频阵列 (LOFAR) 和 Karl G. Jansky 甚大阵列 (VLA) 收集的射电数据结合在一起全部为红色,加上来自 Pan-STARR 的光学和红外数据为白色和淡黄色。
研究这个物体的天文学家正试图弄清楚是什么导致了这个看起来不寻常的结构。 每个望远镜都讲述了故事的不同部分。 星系团是宇宙中最大的天体之一,包含数百甚至数千个单独的星系。 此外,它们还含有大量的过热气体,温度高达几百万华氏度。 只有像钱德拉和 XMM 这样的 X 射线望远镜才能看到这种热气体。
该系统中的无线电发射来自一组更为复杂的来源。 第一个是星系本身,其中无线电信号是由粒子从其中心的超大质量黑洞喷出的射流中产生的。 这些喷流要么以直线和窄线射入太空(注释图像中标记为“C”和“I”的喷流,使用天文学家的命名系统),要么随着喷流与它们遇到的气体相互作用而减速,形成复杂的形状和细丝(“A”、“B”和“F”)。 源 F 包含三个源,全部由星系中的黑洞产生,与这三个源的最左侧源对齐。
无线电波也来自巨大的丝状结构(标记为“遗迹”),这些结构大多位于发射无线电的星系的北部,很可能是在碰撞产生冲击波并加速气体中超过 200 万光年的粒子时产生的。 今年早些时候,意大利博洛尼亚大学的 Kamlesh Rajpurohit 在 2022 年 3 月的《天体物理学杂志》上发表了一篇分析这种结构的论文。 这是正在进行的一系列研究该碰撞星系团系统不同方面的论文 I。
最后,碰撞中心附近有无线电发射的“光环”。 因为这个晕与 X 射线发射重叠并且比丝状结构和星系暗,所以制作了另一个射电图像来强调微弱的射电发射。 由 Rajpurohit 领导的论文 II,最近发表在天文学和天体物理学杂志上,提出了一个模型,即光晕发射可能是由于随着星团的碰撞和合并进行,气体温度和密度的快速变化导致粒子再加速而引起的. 然而,这个模型无法解释无线电数据的所有特征,突出表明需要对该物体和类似物体进行更多的理论研究。