Zdjęcie wykonane przez Obserwatorium Roentgenowskie Chandra udostępnia dla naszych oczu widok międzygalaktycznych chmur gorącego gazu podczas procesu mieszania się. Uzyskanie tak wysokiej rozdzielczości było możliwe dzięki wyróżnieniu pojedynczych galaktyk z chmur gazu. W jednym z obłoków, otaczającym setki galaktyk, wystepuje niezwykle niski poziom koncentracji atomów żelaza, co wskazuje na to, że znajduje się on we wczesnym stadium rozwoju.

To, co widzimy, jest najprawdopodobniej międzygalaktycznym gazem w pierwotnej fazie rozwoju, przed zanieczyszczeniem związkami pochodzącymi z galaktyk” – powiedział Q. Daniel Wang z University of Massachusetts w Amherst, główny autor publikacji na ten temat, która ukaże się w Astrophysical Journal. – “Odrycie to powinno wnieść dużo wartościowych informacji na temat rozwoju masywnych struktur we Wszechświecie.

Grupa znana jako Abell 2125 znajduje się w odległości 3 miliardów lat świetlnych od Ziemi, oglądamy ją w mniej więcej 11 miliardów lat po Wielkim Wybuchu. Uważa się, że taki odcinek czasu odpowiada dokładnie okresowi, w którym powstało wiele gromad galaktyk. Fotografia przedstawia kilka dużych, wydłużonych chmur gorącego gazu (o temperaturze sięgającej wielu milionów stopni Celsjusza) przemieszczających się z różnych kierunków, które mieszają się. Każda z nich zawiera we wnętrzu setki galaktyk. Prawdopodobnie powstanie z nich pojedyncza masywna gromada galaktyczna.

Danę uzyskane przez Chandrę, Hubble Space Telescope oraz radioteleskop Very Large Array pozwalają na wysnucie wniosku, że gromada galaktyk znajdująca się w centrum grupy Abell 2125 została pozbawiona swojego gazu podczas przechodzenia przez otaczające ją międzygalaktyczne, niezwykle gorące obłoki gazu. Proces ten wzbogacił gaz w jądrze galaktyki o cięższe pierwiastki, jak na przykład żelazo.

Gaz w pierwotnej chmurze, znajdujący się w odległości kilku milionów lat świetlnych od centrum gromady jest ku zaskoczeniu naukowców prawdopodobnie pozbawiony atomów cięższych pierwiastków, jak na przykład żelaza. Chmury te muszą więc znajdować się we wczesnym stadium ewolucji. Atomy żelaza powstające w wybuchach supernowych powinne dalej znajdować się we wnętrzu i na zewnątrz galaktyki, chociaż ziarna pyłu nie mieszają się dobrze z obserwowanym w promieniowaniu roentgenowskim gazem. Po pewnym czasie gromada galaktyczna połączy się z inną, wskutek czego wzrośnie ciśnienie gorącego gazu, natomiast ziarna pyłu przemieszane z gorącym gazem zostaną wypchnięte z galaktyk oraz zniszczone, wyzwalając atomy żelaza.

Powstawanie masywnej gromady galaktycznej jest wieloetapowym procesem trwającym miliardy lat. Czas trwania takiej budowy zależy od wielu rozmaitych czynników, jak gęstość podgromad w sąsiedztwie, prędkość ekspansji Wszechświata czy względna ilość ciemnej materii i energii.

Powstawanie gromad wyzwala całą serię interakcji pomiędzy galaktykami i gorącym gazem, co pozwala określić wielkość galaktyk w przyszłej gromadzie. Oddziaływania te wyznaczają sposób zachowania się galaktycznego gazu, zasilającego proces powstawania gwiazd. Obserwacje grupy Abell 2125 są rzadkim przypadkiem natrafienia na wczesne stadia tej ewolucji.

Frazer Owen z National Radio Astronomy Observatory oraz Michael Ledlow z Gemini Observatory są autorami publikacji na ten temat, która pojawi się w Astrophysical Journal. Chandra obserwowała grupę Abell 2125 przy pomocy Advanced CCD Imaging Spectrometer w sierpniu 2001 roku przez około 22 godziny.

Autor

Łukasz Wiśniewski