Od dziesięcioleci astronomowie opisują gromadę galaktyk Abell 2029, rozległe miasto galaktyk w konstelacji Panny, jako „najbardziej zrelaksowane gromady we wszechświecie”. Naukowcy odkryli jednak, że pod tą spokojną powierzchnią zewnętrzną gromada wciąż odbija się echem po starożytnym kosmicznym zderzeniu.
Nowe obserwacje z Obserwatorium rentgenowskie Chandra sugerują gigantyczne ruchy „rozlewające się” w gazie gromady – wywołane połączeniem około 4 miliardów lat temu – mogą pomóc w ogrzaniu gromady wraz z energią uwolnioną przez supermasywna czarna dziura w jego centrum. To może pomóc wyjaśnić, dlaczego gaz w gromadach galaktyk nie ochładza się tak szybko, jak oczekiwano – twierdzą naukowcy. Warto jednak zauważyć, że nowe dane z Chandry ujawniły także masywne podstruktury wciąż widoczne dzisiaj, w tym gigantyczne spirale, fronty uderzeniowe i fale przegrzanego gazu falujące przez gromadę – wynika z badania oświadczenie opublikowany w zeszłym tygodniu przez Obserwatorium Rentgenowskie Chandra.
Hosting ponad tysiąca galaktyk, Abell 2029 należy do największych znanych gromad galaktyk, które są rozległymi zbiorami galaktyk połączonych ze sobą grawitacyjnie i zanurzonych w ogromnych obłokach podgrzanego gazu. W jego centrum siedzi IC 1101kolosalna galaktyka eliptyczna, której średnicę szacuje się na prawie 6 milionów lat świetlnych, co czyni ją jedną z największych galaktyk, jakie kiedykolwiek odkryto.
Astronomowie tak mają od lat 90-tych uważał Abell 2029 za niezwykle spokojny. Ostatnio dwa badania opublikowany w 2025 roku za pomocą Obserwatorium XRISMktóre bada Wszechświat w świetle rentgenowskim, odkryło niezwykle niski poziom turbulencji w przegrzanym gazie wypełniającym przestrzeń pomiędzy galaktykami, co sugeruje, że gromada nie doświadczyła w ostatnim czasie poważnych zakłócających interakcji, takich jak fuzja.
Ale także trzecie badanie XRISM opublikowany w 2025 rokuzasugerował, że nie wszystko było całkowicie spokojne.
Badacze wykryli wówczas chłodniejsze skupiska gazu osadzone w gorętszej atmosferze gromady – możliwe pozostałości, jak powiedzieli, po starożytnych ruchach „rozlewania” wywołanych dawno temu zderzeniami.
Nowe obserwacje z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra dodają nowe dowody do tej bardziej burzliwej historii, ujawniając, że – niczym zmarszczki utrzymujące się długo po uderzeniu kamienia w wodę – blizny wyryte w przegrzanym gazie Abell 2029 w dalszym ciągu opowiadają historię gwałtownego kosmicznego spotkania miliardy lat temu.
Wykorzystując 21 nowych obserwacji rentgenowskich zebranych w latach 2022 i 2023, a także zebrane wcześniej dane archiwalne, Watson i jej współpracownicy prześledzili ogromne struktury ukryte w gorącym gazie gromady, w tym jedną z najdłuższych ciągłych „spirali”, jakie kiedykolwiek zaobserwowano, jak wynika z badania. Spirala rozciąga się na prawie 2 miliony lat świetlnych od centrum gromady.
Według artykułu obserwacje ujawniły także wklęsłe zagłębienie przypominające zatokę na południe od jądra gromady, szeroki „rozprysk” chłodniejszego gazu rozciągający się na południowy wschód oraz dowody na możliwą falę uderzeniową rozchodzącą się przez obrzeża gromady.
Aby odkryć szereg ukrytych podstruktur, zespół zastosował techniki przetwarzania obrazu, które usunęły gładką i symetryczną poświatę rentgenowską gromady. Jak zauważa badanie, symulacje komputerowe, które następnie prześledziły historię gromady, sugerują, że struktury prawdopodobnie powstały po tym, jak mniejsza gromada galaktyk przebiła się przez Abell 2029 miliardów lat temu.
Zderzenie to spowodowałoby przemieszczenie gorącego gazu, powodując jego oscylację i wirowanie w polu grawitacyjnym gromady, „podobnie do tego, jak wino porusza się w kieliszku do wina” – czytamy w oświadczeniu.
Badanie sugeruje, że te gigantyczne ruchy falujące mogą pomóc w regulacji sposobu wychładzania gromady w czasie poprzez redystrybucję ciepła przez gaz wewnątrz gromady, wraz z energią wtryskiwaną przez aktywną supermasywną czarną dziurę w centrum IC 1101, która jest jedną z najbardziej masywny znane do tej pory.
Ma to znaczenie, ponieważ gaz wewnątrz gromad galaktyk stale wypromieniowuje energię w promieniach rentgenowskich i powinien z czasem stopniowo się ochładzać, a naukowcy podejrzewają, że energia uwalniana przez supermasywne czarne dziury, znana jako sprzężenie zwrotne AGN, pomaga ponownie ogrzać ten gaz i zapobiegać niekontrolowanemu ochłodzeniu.
Jednak nowe odkrycia sugerują, że sama aktywność czarnych dziur może nie w pełni wyjaśniać, co dzieje się w Abell 2029, a także, że wielkoskalowe rozpryskiwanie spowodowane starożytnym połączeniem może również odgrywać ważną rolę w mieszaniu i podgrzewaniu gazu, zauważa nowe badanie.
Tymczasem badanie sugeruje, że rozbryzgi chłodniejszego gazu mogą być śladem śladu materii pozostawionej po drugim przejściu mniejszej gromady przez Abell 2029. Symulacje wskazują, że mniejsza gromada początkowo przetoczyła się przez większą, ciągnąc gaz na boki i tworząc ogromną spiralę. Grawitacja większej gromady spowolniłaby wówczas mniejszy obiekt i wciągnęła go z powrotem na kolejne spotkanie, tworząc fronty uderzeniowe i dodatkowe zaburzenia w gazie.
Według badania struktura zatoki może odzwierciedlać nakładające się przepływy gazu w miejscach, w których zewnętrzna krawędź spirali przecina się z materiałem usuniętym z mniejszego skupiska podczas zderzenia.
Alternatywnie, jak zauważa badanie, zatokę można powiązać z krawędzią gigantycznej „bąbla widma” – starożytnej wnęki wyrzeźbionej w gazie w wyniku aktywności supermasywnej czarnej dziury w centrum IC 1101.
Chociaż Watson i jej współpracownicy nie znaleźli wyraźnych dowodów na istnienie wcześniej nieodkrytych bąbelków radiowych w gazie gromady, zauważają, że efekty projekcji mogą sprawić, że takie struktury będą trudne do wykrycia, jeśli są częściowo ustawione wzdłuż naszej linii wzroku.
Badania te opisano w: A papier opublikowano w grudniu 2025 r. w The Astrophysics Journal.
