Szokatlan alakzat született egy hatalmas galaxisütközés során

Két óriási galaxishalmaz összeütközése után nem az történt, amit az elméletek jósoltak: a galaxisok továbbhaladtak, de a rejtélyes sötét anyag a kataklizma helyén ragadt.

A Világegyetem legnagyobb ütközései galaxishalmazok találkozásaikor zajlanak le. Ekkor több tucat olyan csillagváros halad el egymás közelében, amelyek külön-külön több százmilliárd naptömegnyi anyagot tartalmaznak. Az ilyen kataklizmákban résztvevő galaxisok egyes csillagai ritkán ütköznek egymással - az események következménye mégis feltűnő.

Egy ilyen ütközés nyomát figyelték meg az Abell 520 jelű galaxishalmazban, a Földtől 2,4 milliárd fényévre, ahol az esemény "maradványát" láthatatlan tömeg formájában azonosították. Korábban két galaxishalmaz találkozott a térségben, és az esemény során az egyes csillagvárosok nagy sebességgel elhaladtak egymás mellett. Eközben alakváltozást szenvedek el, és több helyen intenzív csillagkeletkezés indult bennük, mivel a csillagközi gáz összesűrűsödött az esemény során.

Jelenleg a két halmaz galaxisai már távolodóban vannak, tehát a találkozó utáni "szétrepülést" láthatjuk, amelyhez energiát az egyes galaxisok korábbi lendülete biztosítja. A fotó egy "kozmikus pillanatfelvétel", mert az ilyen kataklizmák tíz-százmillió éves időskálán zajlanak le, és akár több milliárd évbe is beletelhet, mire a rendszer nyugalomba jut. Ami a legérdekesebb a jelenségben, hogy a találkozó helyén forró gázból és láthatatlan tömegből álló anyagfelhő maradt vissza - míg a galaxisok többsége továbbhaladt, és ma két csoportot alkotnak a fenti sötét felhő két oldalán. A láthatatlan tömeg jelenlétét gravitációs hatása nyomán mutatták ki, mivel az a még távolabb lévő objektumok sugárzását eltéríti úgynevezett az gravitációslencse hatással.

Az alábbiakban egy kompozitfelvétel mutatja a galaxishalmazt. Ezen a látható anyag, azaz galaxisok eloszlását a Hubble űrtávcső és a CFHT földi távcső képei alapján fehér és sárgás szín jelzi. Az ütközéstől felforrósodott gázt (a Chandra röntgentávcső mérései alapján) zöldes szín mutatja, míg a láthatatlan anyag eloszlását a Hubble WFPC2 kamerájának méréseiből végzett számítások révén a kék szín jelzi - utóbbi kettő majdnem átfedi egymást.

Az Abel 520 galaxishalmazban a látható anyag (sárga, fehér) és a sötét anyag (kék) valamint forró gáz (zöld) eloszlása. Míg utóbbi kettő egy nagy felhőt alkot az ütközés helyén, a galaxisok jobbra és balra távolodtak el a találkozó pontjától. A kép nagyméretű változatának letöltése (NASA, ESA, CFHT, CXO, Jee, University of California,Mahdavi, San Francisco State University)

A fenti mozaik egyes képei külön-külön: balra az optikai sugárzás eloszlása (fent a földi CFHT távcső, lent a Hubble űrtávcső alapján), jobbra fent a kiszámított láthatatlan tömeg, jobbra lent pedig a forró gáz eloszlása látható (NASA, ESA, CFHT, CXO, Jee, University of California, Mahdavi, San Francisco State University)

A megfigyelés érdekessége, hogy nem illik bele pontosan a mai modellbe, ami a láthatatlan és a látható anyag közötti kapcsolatot írja le. Eszerint ugyanis a látható anyagnak (itt tehát a galaxisoknak) a láthatatlan tömeg eloszlását kellene követniük. A megfigyelés alapján azonban a láthatatlan tömeg jelentős része az ütközés helyén maradt, míg a galaxisok többsége tovább haladt. A láthatatlan tömeg úgy viselkedett, mint a forró, röntgensugárzó gáz. Ez gyakran az ütközés helyén marad ilyen esetekben, mivel a gázt (illetve forró plazmát) alkotó részecskék egymással erős kölcsönhatásba lépnek. Az érdekes helyzet magyarázatához egyelőre nem kell átalakítani kozmológiai modelljeinket, mivel további megfigyelések szükségesek a helyzet tisztázásához.

Az ütközés szimulációja