美国国家航空航天局的钱德拉x射线望远镜发现了四个不同的星系团,它们经历了长达20亿年的碰撞过程。NASA表示,最终,所有四个质量至少是太阳质量数百万亿倍的星团将合并成宇宙中最大的天体之一。
星系团已经是宇宙中最大的引力约束物体。NASA表示,这样的星系团由数百个甚至数千个星系组成,它们嵌在炽热的气体中,并包含了更大数量的看不见的暗物质。
最近发表在《天体物理学杂志》的一篇论文详细阐述了钱德拉的观测结果。再加上来自印度巨型米波射电望远镜(GMRT)的数据和来自欧洲航天局XMM -牛顿宇宙飞船的额外x射线数据,这些新的观测揭示了正在进行中的星系合并。
这个被称为Abell 1758的星系团距离地球约30亿光年,位于小型的北部Canes Venatici星座。美国国家航空航天局表示,2004年,天文学家首次利用钱德拉和欧洲航天局(ESA)运行的XMM-牛顿卫星的数据,确认了1758年的阿贝尔星系是一个四重星系团系统。它由一个更大的北部星系团和一个南部星系团组成。
北方的一对星系正在发生碰撞。事实上,NASA说,钱德拉的数据第一次揭示了类似音爆的热气体冲击波。
“我们对该系统进行的新的X射线观察使我们了解到,至少有一个集群合并产生了强大的冲击波,类似于超音速飞机,”该论文的主要作者,Gerrit Schellenberger, 哈佛和史密森尼天文中心博士后研究员说。
美国国家航空航天局表示,从这个冲击波中,研究人员估计这两个星团的相对速度大约是每小时200万到300万英里。作者指出,这种剧烈的星系团合并会留下热气体的冲击,在x射线光谱中可以清楚地看到它们的碰撞痕迹。天文学家反过来利用这些冲击来描绘星系内部的碰撞,也就是星系之间的巨大空间。
所有四个星系团的最终合并何时结束?
舍伦伯格说,目前还不清楚合并何时结束。他说,如果我们假设这两个星团以典型的合并速度相互靠近,那么它们第一次相遇就需要20亿年,然后再过几十亿年才能形成一个系统。
研究这些星系团合并的一个重要原因是要确定正常的所谓重子物质如何将这些星系团和宇宙网络本身的结构联系起来。
天文学家们知道,星系团是由气体、尘埃和看不见的外来暗物质组成的长丝在星系间的介质中连接起来的。但是它们缺少关于它们是如何沿着这些长链网状细丝连接的细节。
作者写道,迄今为止,只有少数这样的星系团对与连接的丝状结构被观察到。由于目前的x射线观测数据还不具有结论性,所以这两个Abell 1758星团是否是更大的长丝的一部分这一问题还没有得到最终的答案。
但是,如果宇宙学家想要获得所有他们需要的信息来回答关于宇宙本质的悬而未决的问题,那么观察这些合并就很重要。
“研究这些非常巨大的物体对宇宙学来说也是必要的,在宇宙学中我们研究整个宇宙;它所含物质的量;其膨胀率;以及它在遥远未来的命运。”