Chandra-Röntgenobservatorium analysiert Kollision des Galaxienhaufen-Clusters 'G-Schlüssel'

Astronomen haben das Chandra-Röntgenobservatorium der NASA genutzt, um die Ursache einer Funkstruktur zu identifizieren, die aufgrund ihrer Ähnlichkeit mit dem musikalischen Symbol als „G-Schlüssel“ bezeichnet wird. Die in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlichten Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die Struktur wahrscheinlich durch einen Ausbruch eines supermassereichen schwarzen Lochs gefolgt von einer Kollision zwischen zwei Galaxienhaufen entstanden ist.

Durch die Milchstraße hindurch beobachten

Die Identifizierung der Quelle des G-Schlüssels war herausfordernd, da die Formation fast direkt hinter der Ebene der Milchstraße liegt. Laut NASA blockieren Sterne, Gas und Staub der Heimatgalaxie die Sicht von der Erde weitgehend. Um dies zu überwinden, nutzten Forscher Teleskope, die in der Lage sind, durch das dazwischenliegende Material zu blicken.

Daten des Chandra-Observatoriums der NASA und der deutschen Extended RÖntgen Survey with an Imaging Telescope Array (eROSITA) detektierten diffuses, heißes Gas an der Stelle des G-Schlüssels. Diese Detektion bestätigte, dass ein Galaxienhaufen das Objekt beherbergt. Die Forscher stellten weiter fest, dass dieser Galaxienhaufen eigentlich zwei Haufen sind, die sich im Prozess des Verschmelzens befinden. Galaxienhaufen gehören zu den größten Strukturen im Universum und enthalten Hunderte einzelner Galaxien sowie Reservoirs supererhitzten Gases.

Ein zweistufiger Entstehungsprozess

Die Studie, angeführt von Andrea Botteon vom Nationalen Institut für Astrophysik (INAF) in Italien, kam zu dem Schluss, dass der G-Schlüssel wahrscheinlich durch einen zweistufigen Prozess entstanden ist. Zuerst trieb ein früherer Ausbruch eines supermassereichen schwarzen Lochs im Zentrum des Galaxienhaufens Wolken aus geladenen Teilchen und Magnetfeldern mit nahezu Lichtgeschwindigkeit weg. Dieses Ereignis erzeugte helle Radiowellen, die später verblichen, als die Teilchen Energie verloren.

Anschließend komprimierte oder regte die Kollision zwischen den beiden Haufen die Wolke wieder an, wodurch sie im Radiobereich wieder heller wurde. Die Forscher vermuten, dass Schockwellen, die mit den Überschallknallen von Überschalljets vergleichbar sind, eine Rolle bei diesem Wiederanregungsprozess gespielt haben könnten.

Analyse der Röntgendaten

Um Hinweise auf die Kollision des Haufens zu enthüllen, wandten die Autoren eine spezielle Technik an, um zu untersuchen, wie stark das heiße Gas des Haufens von einer symmetrischen Form abweicht. Der Großteil des heißen Gases ist symmetrisch und ungefähr oval geformt. Die Autoren entfernten diese symmetrische ovale Form aus dem ursprünglichen Röntgenbild. Die verbleibende Röntgenemission im Residualbild zeigt, dass sie links und rechts am hellsten und in der Mitte am schwächsten ist.

Die helleren Röntgenstrahlen im Residualbild, links und rechts der Mitte des Haufens, deuten darauf hin, dass die Kollision zwischen den beiden Haufen wahrscheinlich in der links-rechts-Richtung stattfand, wie im Bild zu sehen ist. Die Forscher gehen davon aus, dass die direkte Kollision zwischen den beiden Haufen vor einigen hundert Millionen Jahren stattfand und sich die Haufen nun voneinander entfernen.

Warum es wichtig ist

Die Studie zeigt, wie multibandbeobachtungen die Geschichte von kosmischen Ereignissen aufdecken können, die durch die Milchstraße verborgen sind. Durch die Kombination von Röntgendaten von Chandra und eROSITA mit Radiodaten vom LOw Frequency ARray (LOFAR) und Infrarotdaten vom United Kingdom Infrared Telescope waren die Astronomen in der Lage, die Abfolge eines schwarzen Loch-Ausbruchs und einer anschließenden Haufenverschmelzung zu rekonstruieren. Die Ähnlichkeit mit einem G-Schlüssel ist ein Fall von Pareidolie, dem Phänomen, bei dem Menschen vertraute Formen in zufälligen Daten sehen, da es keinen wissenschaftlichen Zusammenhang zur Notenschrift gibt.

Quellen (auf Englisch)

• science.nasa.gov: NASA’s Chandra Breaks Down ‘Treble Clef’s’ Galaxy Cluster Collision - NASA Science

KI-Übersetzung des englischen Originalartikels, automatisch geprüft, damit sie dasselbe aussagt wie das Original. Die Quellen wurden auf Englisch geprüft.