Ученые подсмотрели первый поцелуй сливающихся кластеров

Это наблюдение можно рассматривать как недостающий кусочек головоломки в нашем понимании формирования структуры Вселенной, поскольку считается, что крупномасштабные структуры, такие как галактики и скопления галактик, растут в результате столкновений и слияний.

Скопления галактик являются крупнейшими из известных гравитационно-связанных объектов и состоят из сотен галактик, каждая из которых содержит сотни миллиардов звезд. Со времен Большого взрыва эти объекты росли, сталкиваясь и сливаясь друг с другом. Из-за их большого размера, диаметром в несколько миллионов световых лет, эти столкновения занимают около миллиарда лет. После того как пыль осядет, два сталкивающихся кластера объединятся в один.

Поскольку процесс объединения занимает намного больше времени, чем длится человеческая жизнь, мы видим только снимки различных этапов этих столкновений. Задача состояла в том, чтобы найти сталкивающиеся кластеры, которые находятся на стадии первого касания друг друга. Теоретически, эта стадия имеет относительно короткую продолжительность, и поэтому ее трудно обнаружить. Это все равно, что сфотографировать дождевую каплю, которая только-только касается поверхности пруда во время дождя. Такая фотография покажет много падающих капель и рябь на поверхности воды, и лишь несколько капель в процессе слияния с прудом. Точно так же астрономы обнаруживали множество одиночных скоплений и уже объединившихся, но до сих пор не было замечено двух скоплений, которые просто соприкасаются друг с другом.

Международная команда астрономов объявила об открытии двух скоплений на грани столкновения. Это позволило астрономам проверить свои компьютерные симуляции, которые показывают, что в первые моменты между кластерами создается ударная волна, которая распространяется перпендикулярно оси слияния.

«Эти кластеры демонстрируют первые явные свидетельства такого столкновения», - говорит первый автор Лии Гу из Национального научного института RIKEN в Японии и Нидерландского института космических исследований SRON. «Столкновение создало область горячего пояса газа, температурой 100 миллионов градусов, между кластерами, который простирается до или даже выходит за границы кластеров. Поэтому наблюдаемое столкновение оказывает огромное влияние на эволюцию скопления галактик и крупномасштабных структур».

Астрономы планируют собрать больше «снимков», чтобы в конечном итоге создать непрерывную модель, описывающую эволюцию кластерных слияний. Исследователь SRON Хироки Акамацу: «Больше подобных кластеров слияния найдет eROSITA - рентгеновская космическая миссия, которая будет запущена в этом году. Две другие предстоящие рентгеновские миссии, XRISM и Athena, помогут понять роль этих колоссальных слияний в истории формирования структур».

Ученые изучали сталкивающуюся пару во время кампании наблюдения, проведенной 3 рентгеновскими спутниками (спутник ESA XMM-Newton, спутник NASA Chandra и спутник JAXA Suzaku) и 2 радиотелескопами (LOFAR (низкочастотная (антенная) решётка), Нидерланды, и GMRT (Giant Metrewave Radio Telescope), Индия).

Статья была опубликована в Nature Astronomy.