Abell 1033 — столкновение скоплений галактик

Используя рентгеновские и радиоданные, ученые установили, что Abell 1033 на самом деле является двумя скоплениями галактик, которые находятся в процессе столкновения. Это необычайно энергичное событие, происходящее от верхней части к нижней части изображения, которое создало турбулентность и ударные волны, похожие на звуковые ноты, создаваемые плоскостью, движущейся быстрее, чем скорость звука.

Галактические кластеры — космические структуры, содержащие сотни или даже тысячи галактик, — это самые большие объекты во Вселенной, удерживаемые гравитацией. Пространство между отдельными галактиками заполняет огромное количество газа. Масса горячего газа примерно в шесть раз больше массы всех галактик. Этот перегретый газ невидим для оптических телескопов, но ярко отражается в виде рентгеновского излучения, поэтому для его изучения необходим рентгеновский телескоп, такой как обсерватория «Чандра», работу которой курирует NASA.

Объединив рентгеновское излучение с другими типами света, например радиоволнами, можно получить более полную картину этих важных космических объектов. Новое составное изображение скопления галактик Abell 1033, в том числе рентгеновское излучение от «Чандра» (пурпурное) и радиоизлучение сети Low-Frequency Array (LOFAR) в Нидерландах (синий), позволяет увидеть полную картину. Также показано оптическое излучение от Sloan Digital Sky Survey. Галактический кластер расположен примерно на 1,6 миллиарда световых лет от Земли.

Примечательно, что в Abell 1033 столкновение взаимодействовало с другим энергетическим космическим процессом — созданием струй высокоскоростных частиц с веществом, вращающимся в сверхмассивной черной дыре, находящейся в одном из кластеров галактики. Эти струи обнаруживаются радиоизлучением на левой и правой сторонах изображения. Радиоизлучение производится электронами, вращающимися вокруг линий магнитного поля, процессом, называемым синхротронным излучением.

Электроны в струях движутся очень близко к скорости света. Когда галактика и ее черная дыра двигались к нижней части изображения, струя справа снижалась и врезалась в горячий газ в другом галактическом кластере. Струя слева не замедлилась, потому что она столкнулась с гораздо меньшим количеством горячего газа, создавая искаженный внешний вид для струй, а не прямую линию, которая как правило видна в таких случаях.

Что касается астрофизических исследований, то детальное исследование изображения показывает, что энергия электронов в «секции блюдца» и шейка космического радиоизлучения в Abell 1033 выше, чем энергия, обнаруженная в левом нижнем левом углу. Это говорит о том, что электроны были реанимированы, предположительно в тот момент, когда струи взаимодействовали с турбулентностью или ударными волнами в горячем газе. Энергичные электроны, генерирующие радиоизлучение, как правило теряют значительные количества энергии в течение десятков и сотен миллионов лет по мере их излучения, после чего радиоизлучение обнаружить уже невозможно. Однако значительно расширенное радиоизлучение, наблюдаемое в Abell 1033, распространяющееся более чем на 500 000 световых лет, подразумевает, что энергетические электроны присутствуют в больших количествах и с более высокими энергиями, чем считалось ранее. Одна из идей заключается в том, что электроны получили дополнительный импульс в энергии за счет дополнительных ударов и турбулентности.

Другими источниками радиоизлучения на снимке, помимо звездообразного объекта, являются более короткие струи из другой галактики (обозначенные как «короткие струи») и «радиофеникс», состоящий из облака электронов, который исчез в радиоизлучении, но затем был реанимирован, когда ударные волны сжали облако. Это привело к тому, что облако снова светит на радиочастотах, как уже сообщалось в 2015 году.