Astronomi su mislili da je ovo jedan od najmirnijih skupova galaksija. Chandra je otkrila nasilnu prošlost

Abell 2029 dugo se smatrao jednim od najmirnijih skupova galaksija u svemiru. No najdublji rendgenski pogled NASA-inog opservatorija Chandra sada otkriva drukčiju priču: u vrućem plinu između galaksija ostali su tragovi sudara starog oko četiri milijarde godina.

Taj je sudar uključivao manji skup galaksija koji je prošao kroz veći, poremetio njegov plin i ostavio golemu spiralnu strukturu dugu oko dva milijuna svjetlosnih godina. Abell 2029 danas možda izgleda smireno, ali njegov najvrući materijal još čuva zapis nasilne prošlosti.

Miran izgled koji je zavarao astronome

Abell 2029 godinama je privlačio pozornost upravo zato što nije izgledao kao mjesto velike kozmičke drame. U rendgenskim opservacijama njegov se vrući međugalaktički plin doimao pravilno i stabilno, bez očitih tragova nedavnog sudara.

To je važno jer skupovi galaksija nisu samo nakupine galaksija. U njima se nalazi golema količina plina zagrijanog na milijune stupnjeva, zajedno s tamnom tvari koja čini najveći dio njihove mase. Taj plin ispunjava prostor između galaksija i zrači u rendgenskom dijelu spektra, pa često bolje od samih galaksija otkriva što se u skupu događalo u prošlosti.

Upravo je zato Abell 2029 dugo djelovao kao iznimno miran sustav. Njegov rendgenski sjaj nije pokazivao grube poremećaje kakvi se očekuju nakon velikih sudara među skupovima galaksija. Na prvi pogled, izgledao je kao sustav u kojem su se raniji poremećaji već gotovo izbrisali.

Najdublji pogled NASA-inog opservatorija Chandra sada mijenja tu sliku. Istraživački tim sa Sveučilišta Boston i Centra za astrofiziku Harvard & Smithsonian, predvođen Courtney Watson, u podacima je pronašao strukture koje se ne uklapaju u priču o potpuno smirenom skupu.

Ispod pravilnog rendgenskog sjaja pojavio se zapis starog sudara: golema spiralna struktura u vrućem plinu, tragovi hladnijeg plina i mogući udarni val. Abell 2029 tako više ne izgleda kao skup bez burne prošlosti, nego kao sustav koji je svoje ožiljke dugo skrivao iza uredne vanjske slike.

Spirala u plinu odala je sudar star četiri milijarde godina

Najjasniji trag prošlog sudara ne vidi se u galaksijama, nego u plinu između njih. Chandra je u Abellu 2029 otkrila golemi spiralni obrazac koji se proteže oko dva milijuna svjetlosnih godina od središta skupa.

To je razmjer koji odmah mijenja priču. Spiralna struktura nije sitna nepravilnost u podacima, nego trag poremećaja koji je zahvatio prostor mnogo veći od Mliječne staze. Ako je Abell 2029 danas doista miran, taj mir očito nije nastao bez burne prošlosti.

Prema tumačenju istraživača, spiralni obrazac nastao je nakon prolaska manjeg skupa galaksija kroz veći. U takvim sudarima galaksije se uglavnom ne sudaraju izravno, jer su međusobne udaljenosti golema. Presudna je gravitacija. Ona povlači tamnu tvar, galaksije i vrući plin, ostavljajući poremećaje koji mogu preživjeti milijardama godina.

U slučaju Abella 2029, manji je skup prolaskom kroz veći pomaknuo vrući plin u stranu. Taj se plin zatim nastavio sporo kretati kroz gravitacijsko polje skupa, stvarajući zavijeni trag koji danas vidimo u rendgenskim podacima. Ono što bi u manjem sustavu brzo nestalo, u skupu galaksija ostaje zapisano gotovo nezamislivo dugo.

Zato je Abell 2029 zanimljiviji nego što je izgledao. Ne pokazuje svjež sudar, nego kasnu fazu njegova smirivanja. Na površini djeluje uredno, ali u njegovu vrućem plinu još je vidljiv trag događaja koji se zbio prije oko četiri milijarde godina.

Manji skup prošao je kroz veći, pa se vratio

Računalne simulacije upućuju na mogući slijed sudara. Manji skup bio je otprilike deset puta manje mase od Abella 2029. Tijekom prvog prolaska kroz veći skup pomaknuo je njegov vrući plin u stranu i pokrenuo dugotrajan poremećaj koji se danas vidi kao golema spiralna struktura.

No manji skup nije samo prošao i nestao. Gravitacija Abella 2029 usporila ga je i ponovno privukla prema središtu sustava. Drugi prolazak vjerojatno je ostavio dodatne tragove u plinu, uključujući široko područje hladnijeg materijala i mogući udarni val.

To područje hladnijeg plina istraživači opisuju kao svojevrsni razliveni trag nastao nakon sudara. U podacima se nazire i udarni front u pregrijanom plinu, po učinku usporediv s valom koji nastaje kada zrakoplov probije zvučni zid. Razlika je u tome što se ovdje sve odvija u plinu zagrijanom na milijune stupnjeva i na razmjerima skupova galaksija.

U vrućem plinu vidi se i oblik nalik zaljevu. Prema jednoj mogućnosti, nastao je ondje gdje se vanjski dio spiralnog traga preklapa s plinom koji je manji skup izgubio tijekom prolaska kroz Abell 2029.

Taj detalj još nije konačno objašnjen. Autori ostavljaju mogućnost da “zaljev” ima drukčije podrijetlo. No zajedno sa spiralom, hladnijim razlivenim plinom i mogućim udarnim valom, uklapa se u sliku sustava koji je mnogo burniji nego što se činilo na prvi pogled.

Kako su skriveni ožiljci postali vidljivi

Na izvornoj rendgenskoj slici Abell 2029 i dalje izgleda uredno. Sjaj vrućeg plina širok je, pravilan i približno ovalan, bez očitih znakova nedavnog poremećaja. Upravo je takva slika godinama podupirala dojam da je riječ o iznimno mirnom skupu galaksija.

Problem je u tome što pravilni sjaj može sakriti slabije strukture. Istraživači su zato najprije izdvojili glavni, simetrični dio rendgenske emisije, a zatim ga uklonili iz podataka. Kada je taj dominantni ovalni oblik maknut iz slike, u pozadini su se jasnije pojavili tragovi koji se ne uklapaju u miran sustav: golema spirala, oblik nalik zaljevu i šire područje hladnijeg plina.

Nova kompozitna slika spaja te slojeve u jedan prikaz. Podaci teleskopa Pan-STARRS prikazuju zvijezde i galaksije u vidljivoj svjetlosti. Chandra otkriva ono što se u optičkim podacima ne može vidjeti: raspored pregrijanog plina između galaksija, gdje su ostali najjasniji tragovi davnog sudara.

Taj plin mijenja sliku Abella 2029. Skup koji je izgledao gotovo savršeno smireno sada pokazuje povijest koju obična slika prikriva. Sudar star oko četiri milijarde godina još se može pratiti u spiralnom tragu dugom oko dva milijuna svjetlosnih godina, u hladnijem plinu i mogućem udarnom valu.

Ivan Petričević

Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.