Wenn wir mit bloßem Auge in den Nachthimmel schauen, können wir nur einen verschwindend kleinen Teil dessen sehen, was das Universum enthält, und der größte Teil kann nicht einmal „gesehen“ werden. Radiowellenlängen haben uns einige der faszinierendsten astronomischen Quellen beschert: radio-laute aktive galaktische Kerne in den Zentren von Galaxien, die Jets erzeugen können, die sich weit über die optische Galaxie selbst hinaus erstrecken.
Die stärksten Radioquellen in der nördlichen Hemisphäre sind in einem gut untersuchten Katalog aufgeführt, dem Third Cambridge Catalog (3C), der die Quelle enthält, die wir mit Multiwellenlängenbeobachtungen untersucht haben: 3C 297. Diese Quelle erschien sehr faszinierend in Beobachtungen, die mit Chandra durchgeführt wurden 2016. Daher baten wir um mehr Zeit, um Merkmale besser zu untersuchen, die wir dank dieser ersten kurzen Beobachtung entdeckt haben, wie z. B. heißes, Röntgenstrahlen emittierendes Gas um unsere Quelle herum.
Diese Quelle ist sehr weit von uns entfernt und daher sehr weit in der Vergangenheit. Optische, Radio- und Röntgenbeobachtungen waren entscheidend, um das vollständige Bild einer so mächtigen und alten astronomischen Quelle zu zeichnen. Zu Beginn dieser Reise wollten wir untersuchen, ob diese Quelle in einem Galaxienhaufen untergebracht ist, also dem Ensemble von 100 oder mehr Galaxien. Zu dieser Zeit in der Entwicklung des Universums bilden sich immer noch Galaxienhaufen, und Röntgenbeobachtungen können nicht nur verwendet werden, um einen Galaxienhaufen durch das Leuchten des darin enthaltenen heißen Gases zu identifizieren, sondern auch um zu überprüfen, ob Verschmelzungen mit anderen Haufen stattfinden oder nicht.
Darüber hinaus sagen uns leistungsstarke Radioquellen, wo wir in großen Entfernungen von der Erde nach Galaxienhaufen suchen müssen. Aber da kommt der Widerspruch: Der Nachweis von heißem Gas mit Chandra wies auf das Vorhandensein eines Galaxienhaufens hin, dh wir erwarteten, dass etwa 100 oder mehr Galaxien um 3C 297 herum sein sollten. Optische Daten zeigten stattdessen keine Galaxien.
Wir glauben daher, eine sogenannte „fossile Gruppe“ beobachtet zu haben, also ein System mit einer für eine Galaxiengruppe typischen Menge an Röntgenstrahlung. Galaxiengruppen sind Ensembles von Dutzenden von Galaxien (nicht Hunderte wie bei Galaxienhaufen), die als „fossil“ bezeichnet werden, wenn wir nur eine einzelne isolierte riesige elliptische Galaxie ohne Begleiter beobachten. Die Gefährten haben sich tatsächlich zu einer Einheit im frühen Universum verschmolzen. Dies ist das erste Mal, dass eine Fossiliengruppe in so großer Entfernung von uns beobachtet wurde.
Abgesehen von all der aufregenden Wissenschaft, die wir geleistet haben, ist diese Arbeit auch eine wunderbare internationale Zusammenarbeit und zeigt den Wert von Ausdauer und harter Arbeit. Tatsächlich hatten wir gerade unsere Vorbereitung für optische Beobachtungen mit dem Gemini-Teleskop abgeschlossen, um zu testen, ob die riesige elliptische Galaxie Begleiter hatte, als die Pandemie ausbrach und die Teleskope geschlossen wurden. Das erste Programm lief ohne wissenschaftliche Daten aus, und die zweite Vorschlagseinreichung war erfolglos. Wir haben uns dann (ein drittes Mal) für das Fast-Turnaround-Programm bei Gemini North beworben und endlich wissenschaftliche Daten erhalten! In der Zwischenzeit wurden Chandra-Beobachtungen in über zwei Jahren geliefert.