Astronomen der University of Alabama in Huntsville haben den Galaxienhaufen Abell 3558 mit der ESA-Raumsonde XMM-Newton untersucht. In ihren Ergebnissen entdeckten sie zwei großflächige schwappende Kaltfronten am Rande dieses Clusters. Über den Befund wurde in einem am 30. August auf dem Preprint-Server veröffentlichten Artikel berichtet arXiv.
Galaxienhaufen enthalten bis zu Tausende von Galaxien, die durch die Schwerkraft miteinander verbunden sind. Sie sind die größten bekannten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum und könnten als hervorragende Laboratorien für die Untersuchung der Galaxienentwicklung und Kosmologie dienen.
Mit einer Rotverschiebung von 0,048 ist Abell 3558 einer der Haufen im Abell 3558-Haufenkomplex im Shapley-Superhaufen. Es hat eine Masse von etwa 980 Billionen Sonnenmassen und einen Radius von etwa 5,2 Millionen Lichtjahren.
Frühere Beobachtungen von Abell 3558 haben eine Kaltfront in einer Entfernung von etwa 320.000 Lichtjahren nordwestlich des Clusterkerns entdeckt. Im Allgemeinen sind die sogenannten Kaltfronten scharfe Oberflächenhelligkeitsdiskontinuitäten, die in Röntgenbildern beobachtet werden, wobei der Abfall der Oberflächenhelligkeit und Gasdichte mit einem Sprung der Gastemperatur einhergeht, wobei der dichtere Bereich kälter ist als der verdünntere Region.
Es wird angenommen, dass die in Abell 3558 entdeckte Kaltfront auf großräumiges Schwappen zurückzuführen ist, das durch den Durchgang einer kleinen Galaxiengruppe, wahrscheinlich SC 1327–312, oder durch eine außeraxiale Verschmelzung mit einem massereicheren System verursacht wird. Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Mohammad Mirakhor hat archivierte XMM-Newton-Bilder von Abell 3558 analysiert, um mehr Licht auf diese Kaltfront zu werfen, was zur Entdeckung zweier neuer solcher Merkmale führte.
Die Forscher identifizierten zwei abrupte Oberflächenhelligkeitsdiskontinuitäten in großen Radien außerhalb des Kerns von Abell 3558, über die bisher nicht berichtet wurde. Einer von ihnen liegt etwa 2 Millionen Lichtjahre vom Kern des Haufens im Südosten entfernt, der andere etwa 4 Millionen Lichtjahre vom Kern des Haufens im Nordwesten.
Die Spektralanalyse bestätigte, dass es sich bei diesen beiden Diskontinuitäten tatsächlich um großräumige Kaltfronten handelt. Anhand der gesammelten Daten schätzen die Astronomen, dass die Kaltfront in südöstlicher Richtung etwa 8,5 Milliarden Jahre alt ist.
Die Entdeckung von Mirakhors Team macht Abell 3558 zu einem der wenigen Galaxienhaufen, die drei oder mehr Kaltfronten beherbergen. Darüber hinaus erwies sich die äußerste Kaltfront als eine der am weitesten entfernten Kaltfronten, die jemals in einem Galaxienhaufen beobachtet wurde, da sie sich in größerer Entfernung vom Kern befand als die meisten großräumigen, schwappenden Kaltfronten, die in Galaxienhaufen beobachtet wurden.
Den Autoren des Papiers zufolge deutet ihre Entdeckung darauf hin, dass sich das Schwappen weit über den Abkühlungsradius eines Galaxienhaufens hinaus erstrecken kann, was bedeutet, dass es sich um ein haufenweites Phänomen handelt.
Mehr Informationen:
MS Mirakhor et al, Zwei großräumige schwappende Kaltfronten am Rande des Galaxienhaufens Abell 3558, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2308.16222
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