天文學(xué)家第一次發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)即將發(fā)生碰撞的巨大星系團(tuán)

天文學(xué)家第一次發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)即將發(fā)生碰撞的巨大星系團(tuán)。在我們對(duì)宇宙中結(jié)構(gòu)形成的理解中，這一觀察可以看作是一個(gè)缺失的“難題”，因?yàn)榇笠?guī)模的結(jié)構(gòu) - 如星系和星系團(tuán) - 被認(rèn)為是通過(guò)碰撞和合并而增長(zhǎng)的。

星系團(tuán)是已知最大的已知束縛物，由數(shù)百個(gè)星系組成，每個(gè)星系包含數(shù)千億顆恒星。自從大爆炸以來(lái)，這些物體一直在相互碰撞和融合而成長(zhǎng)。由于尺寸較大，直徑為幾百萬(wàn)光年，這些碰撞可能需要大約10億年才能完成。塵埃落定后，兩個(gè)碰撞的星團(tuán)將合并成一個(gè)更大的星團(tuán)。

由于合并過(guò)程比人的生命周期花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間，因此我們只能看到這些碰撞的各個(gè)階段的快照。挑戰(zhàn)在于找到剛剛相互接觸階段的碰撞聚類。從理論上講，這個(gè)階段的持續(xù)時(shí)間相對(duì)較短，因此很難找到。這就像在雨水淋浴時(shí)找到一個(gè)雨滴，只是在池塘的照片中接觸水面。顯然，這樣的圖片會(huì)在水面上顯示出大量的水滴和漣漪，但在與池塘合并的過(guò)程中只有少量水滴。同樣地，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了許多單個(gè)星團(tuán)和合并的星團(tuán)，其中有外向的波紋表明過(guò)去的碰撞，但直到現(xiàn)在還沒(méi)有兩個(gè)星團(tuán)即將相互接觸。

一個(gè)國(guó)際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已宣布發(fā)現(xiàn)兩個(gè)碰撞邊緣的星團(tuán)。這使得天文學(xué)家能夠測(cè)試他們的計(jì)算機(jī)模擬，這表明在最初的瞬間，在集群之間產(chǎn)生沖擊波并且垂直于合并軸行進(jìn)。“這些集群顯示出這種合并沖擊的第一個(gè)明確證據(jù)，”日本RIKEN國(guó)家科學(xué)研究所的第一作者Liyi Gu和SRON荷蘭空間研究所說(shuō)。“震蕩在集群之間產(chǎn)生了1億度氣體的熱帶區(qū)域，預(yù)計(jì)會(huì)擴(kuò)展到甚至超出巨型集群的邊界。因此觀察到的沖擊對(duì)于星系團(tuán)和大規(guī)模結(jié)構(gòu)。“

天文學(xué)家正計(jì)劃收集更多“快照”，最終建立一個(gè)描述集群合并演變的連續(xù)模型。SRON研究員Hiroki Akamatsu：“eROSITA將發(fā)現(xiàn)更多像這樣的合并集群，這是一個(gè)將于今年發(fā)射的X射線全天測(cè)量任務(wù)。另外兩個(gè)即將到來(lái)的X射線任務(wù)，XRISM和雅典娜，將幫助我們了解這些巨大的合并沖擊在結(jié)構(gòu)形成歷史中的作用。“

Liyi Gu和他的合作者在一次觀察活動(dòng)中研究了碰撞對(duì)，用三顆X射線衛(wèi)星(ESA的XMM-Newton衛(wèi)星，NASA的Chandra衛(wèi)星和JAXA的Suzaku衛(wèi)星)和兩個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡(低頻陣列，由荷蘭領(lǐng)導(dǎo)的歐洲項(xiàng)目，以及印度國(guó)家無(wú)線電天體物理中心運(yùn)營(yíng)的巨型Metrewave射電望遠(yuǎn)鏡。