Gigantická vesmírná kolize – srážka čtyř kup galaxií

Astronomové využívající data z kosmické observatoře NASA s názvem Chandra X-ray Observatory (zkráceně Chandra) a dalších vesmírných dalekohledů společně vytvořili detailní mapu velmi vzácné kolize, do které se „připletly“ čtyři kupy galaxií. Nakonec všechny tyto kupy galaxií – každá o hmotnosti přinejmenším několika stovek biliónů hmotností Slunce – splynou v jeden mimořádně hmotný vesmírný objekt.

Kupy galaxií jsou největšími strukturami ve vesmíru, které drží pohromadě gravitace. Tyto galaktické kupy se skládají ze stovek nebo dokonce tisíců galaxií ponořených do horkého plynu, a dokonce mohou obsahovat i velké množství neviditelné temné hmoty. Občas dojde ke kolizi dvou kup galaxií, jako například v případě tzv. Bullet Cluster (kupy galaxií Bullet, tj. projektil); jiné označení objektu je 1E 0657-56. Příležitostně může dojít ke vzájemné srážce většího počtu kup galaxií.

Nová pozorování ukázala existující komplexní mega-strukturu v soustavě pojmenované Abel 1758, která je od Země vzdálena asi 3 miliardy světelných roků. Ve skutečnosti obsahuje dvě dvojice kolidujících kup galaxií, které směřují k sobě navzájem. Astronomové nejprve v roce 2004 rozpoznali, že Abell 1758 je čtyřnásobný systém kup galaxií, a to na základě dat z astronomických družic Chandra a XMM-Newton provozované Evropskou kosmickou agenturou ESA.

Rentgenové záření detekované družicí Chandra je na snímku znázorněno modrou a bílou barvou, které představují slabší či intenzivní emisi. Tento nový kompozitní snímek rovněž obsahuje objekty zářící ve viditelném světle vyfotografované v rámci programu Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Data z družice Chandra vůbec poprvé vedla k odhalení rázové vlny – obdoby sonického třesku způsobeného nadzvukovým letounem – pozorovatelné družicí Chandra v horkém plynu u severní kolidující dvojice. Z této rázové vlny astronomové odhadují, že dvě kupy galaxií se k sobě přibližují relativní rychlostí 3 až 5 miliónů kilometrů za hodinu.

Astronomové rovněž využili rádiová data z Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT), což je detektor rádiového záření na palubě vesmírné observatoře XMM-Newton.

Severní dvojice (na kompozitním snímku ta horní) obsahuje dvě kupy, jejichž centra se navzájem obíhají. Kolem sebe prošla naposled již před 300 až 400 milióny roků a posléze se budou vracet zpět. Jižní dvojice kup galaxií (na obrázku dole) se k sobě blíží vůbec poprvé.

Družice Chandra rovněž poskytla data o tom, jaké těžké kovy (tj. prvky těžší než hélium) jsou promíchány a přerozděleny v oblasti po vzájemné srážce a splynutí dvou kup galaxií. Protože tento proces závisí na tom, jak dlouho vzájemné promíchávání probíhalo, umožňuje to astronomům vzácnou příležitost studovat kupu Abell 1758, protože severní a jižní dvojice se nacházejí na odlišné fázi splynutí.

V jižní dvojici jsou těžké kovy soustředěny především v jejím centru, což ukazuje, že jejich původní pozice nebyla výrazně ovlivněna kolizí. Naopak v severní dvojici, kde kolize a splynutí postoupilo dál, poloha prvků těžších než hélium byla silně ovlivněna kolizí. Nejvyšší koncentrace byla objevena uprostřed mezi středy obou kup galaxií, zatímco nejnižší množství je v jejich centrech.

Zdroj: https://www.nasa.gov/image-feature/a-mega-cluster-of-galaxies-in-the-making a https://chandra.harvard.edu/photo/2019/a1758/

autor: František Martinek