Abell 2256：天文学家捕捉到至少三个星系团之间正在发生的壮观碰撞 _美国

据美国宇航局：天文学家已经捕捉到至少三个星系团之间正在发生的壮观碰撞。来自NASA钱德拉X射线天文台、ESA（欧洲航天局）XMM牛顿望远镜和三台射电望远镜的数据正在帮助天文学家理清这一混乱景象中发生的事情。像这样的碰撞和合并是星系团成长为今天所见的巨大宇宙大厦的主要方式。这些粒子加速器也是宇宙中最大的粒子加速器。
这次碰撞形成的巨大星系团是阿贝尔2256，距离地球7.8亿光年。这张Abell 2256的合成图像将钱德拉和XMM的X射线（蓝色）与巨型米波射电望远镜（GMRT）、低频阵列（LOFAR）和卡尔·G·詹斯基甚大阵列（VLA）收集的无线电数据结合在一起，所有这些都是红色的，加上泛星的光学和红外数据（白色和淡黄色）。

星系团Abell 2256(Credits: X-ray: Chandra: NASA/CXC/Univ. of Bolonga/K. Rajpurohit et al.; XMM-Newton: ESA/XMM-Newton/Univ. of Bolonga/K. Rajpurohit et al. Radio: LOFAR: LOFAR/ASTRON; GMRT: NCRA/TIFR/GMRT; VLA: NSF/NRAO/VLA; Optical/IR: Pan-STARRS)
研究这一天体的天文学家正试图找出导致这一异常结构的原因。每个告诉都讲述了故事的不同部分。星系团是宇宙中一些最大的天体，包含数百甚至数千个单独的星系。此外，它们还含有大量过热气体，温度高达数百万华氏度。只有像钱德拉和XMM这样的X射线望远镜才能看到这种热气体。该图的一个标记版本显示了来自两个星系团的气体，第三个星系团混合得太紧密，无法与其他星系团分离。
该系统中的无线电发射源甚至更为复杂。第一类是星系本身，其中的无线电信号是由中心超大质量黑洞喷出的粒子产生的。这些喷流要么以直线和窄线（注释图像中标记为“C”和“I”的线，使用天文学家的命名系统）射向太空，要么随着喷流与所遇到的气体相互作用而减速，形成复杂的形状和细丝（“A”、“B”和“F”）。源F包含三个源，都是由一个星系中的黑洞产生的，与这三个源中最左边的源对准。
无线电波也来自巨大的丝状结构（被称为“遗迹”），大部分位于发射无线电的星系的北部，很可能是在碰撞产生冲击波和气体中超过200万光年的加速粒子时产生的。今年早些时候，意大利博洛尼亚大学的Kamlesh Rajpurohit在《天体物理学杂志》2022年3月刊上发表了一篇分析这一结构的论文，该论文可在线获取。这是正在进行的一系列论文中的第一篇，研究这个碰撞星系团系统的不同方面。
最后，在碰撞中心附近有一个无线电发射的“光环” 。由于这一光环与X射线发射重叠，并且比丝状结构和星系更暗，因此产生了另一幅无线电图像来强调微弱的无线电发射。由Rajpurohit领导的论文II最近发表在《天文学和天体物理学》杂志上，并可在线获得。该论文提出了一个模型，即随着星系团的碰撞和合并，气体温度和密度的快速变化，粒子的再加速可能会导致光环发射。然而，这一模型无法解释无线电数据的所有特征，突出了对这一和类似对象进行更多理论研究的必要性。
Rajpurohit及其合作者的论文III将研究Abell 2256中产生无线电波的星系。这个星系团包含了数量异常多的此类星系，可能是因为碰撞和合并引发了超大质量黑洞的增长和随之而来的爆发。有关阿贝尔2256的LOFAR图像的更多细节将在埃里克·奥辛加即将发表的论文中报道。
论文I和II的共同作者名单包括意大利博洛尼亚大学的研究人员（Franco Vazza、Annalisa Bonafede、Andrea Botteon、Christopher J.Riseley、Paola Domínguez Fernández、Chiara Stuardi和Daniele Dallacasa）；荷兰莱顿大学莱顿天文台（Erik Osinga、Reinout J.van Weeren、Timothy Shimwell、Huub Röttgering和George Miley）；德国陶滕堡Thüringer Landessternwarte（Matthias Hoeft和Alexander Drabent）；意大利博洛尼亚国家天文研究所（Gianfranco Brunetti和Rossella Cassano）；汉堡Sternwarte，德国（Denis Wittor、Marcus Brüggen和Francesco de Gasperin）；意大利博洛尼亚天文观测站（Marisa Brienza）；哈佛天体物理中心|史密森尼（威廉·福尔曼）；分子铸造，劳伦斯伯克利国家实验室，伯克利（Sangeeta Rajpurohit）；印度艾哈迈达巴德物理研究实验室（Arvind Singh Rajpurohit）；德国维尔茨堡大学（Etienne Bonnassieux）和意大利INAF–IASF米兰（Mariachiara Rossetti）。
NASA的马歇尔太空飞行中心管理着钱德拉计划。史密森天体物理天文台的钱德拉X射线中心控制着来自马萨诸塞州剑桥的科学操作和来自马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作。
Megan WatzkeChandra X-ray Center, Cambridge, Massachusetts617-496-7998mwatzke@cfa.harvard.edu
Molly PorterNASA’s Marshall Space Flight Center256-544-0034molly.a.porter@nasa.gov