Et internationalt team af astronomer har løst et af de mangeårige kosmiske mysterier ved at afdække direkte bevis for et massivt, længe mistet objekt, der kolliderede med Perseus-klyngen. Ved hjælp af data med høj opløsning fra Subaru-teleskopet spores forskerne med succes resten af denne gamle fusion gennem Dark Matter-distributionen.
Galakseklynger, sammensat af tusinder af galakser bundet af tyngdekraften, er blandt de mest massive strukturer i universet. De vokser gennem energiske fusioner – nogle af de mest magtfulde begivenheder siden Big Bang.
Perseus Cluster ligger omkring 240 millioner lysår fra Jorden og har en masse svarende til 600 billioner solskin (kaldet solmasser). I årtier troede astronomer, at den længe var afgjort i en stabil, post-ferger-tilstand. Dens tilsyneladende mangel på klare fusionssignaturer fik det omdømme for at være “lærebogeksemplet” af en afslappet klynge.
Imidlertid har fremskridt inden for observationsteknikker gjort det muligt for forskere at kigge dybere ind i dens struktur og afsløre subtile, men alligevel overbevisende bevis for tidligere forstyrrelse. Dette rejser et grundlæggende mysterium: Hvis der er tegn på en kollision, hvor er genstanden, der kolliderede med det?
For at løse mysteriet analyserede teamet arkivdata fra Hyper Suprime-Cam på Subaru-teleskopet. Gravitationslinsering – et fænomen, hvor massive genstande bøjer lyset fra baggrundsgalakser – serveret som et kraftfuldt værktøj til at kortlægge det usynlige mørke stof.
Gennem denne teknik identificerede forskerne en massiv klump af mørkt stof, der vejer cirka 200 billioner solmasser, der ligger omkring 1,4 millioner lysår vest for klyngekernen. Bemærkelsesværdigt er denne struktur forbundet til kernen i Perseus -klyngen af en svag, men statistisk signifikant “Dark Matter Bridge”, der giver direkte bevis for tidligere gravitationsinteraktion mellem dem.
Numeriske simuleringer udført af teamet antyder, at denne mørke stofunderstruktur kolliderede med Perseus -klyngen for ca. fem milliarder år siden. Resterne af denne kollision former stadig den nuværende struktur af klyngen.
“Dette er det manglende stykke, vi har ledt efter,” siger Dr. James Jee, tilsvarende forfatter af undersøgelsen offentliggjort i Natur astronomi. “Alle de ulige former og hvirvlende gas, der er observeret i Perseus -klyngen, giver nu mening inden for rammerne af en større fusion.”
“Det krævede mod at udfordre den fremherskende konsensus, men simuleringen er resultatet af vores samarbejdspartnere og nylige observationer fra Euclid- og Xrism -rumteleskoperne støtter stærkt vores fund,” fortsætter Dr. Hyeonghan Kim, undersøgelsens første forfatter.
“Dette gennembrud blev muliggjort ved at kombinere dybe billeddannelsesdata fra Subaru -teleskopet med avancerede gravitationslinse -teknikker, vi udviklede – at demonstrere kraften i linse til at afsløre den skjulte dynamik i universets mest massive strukturer,” siger Dr. Jee.