Рентгеновские наблюдения выявили динамические особенности скопления галактик PLCKG287

Мозаика Chandra с вычтенным фоном и скорректированной экспозицией PLCKG287 в диапазоне [0,5-7,0] кэВ. Автор: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2503.13735

Используя рентгеновскую обсерваторию Chandra NASA, астрономы наблюдали массивное и горячее скопление галактик, известное как PLCKG287.0+32.9 (или PLCKG287 для краткости). Результаты наблюдательной кампании, представленные 17 марта на сервере препринтов arXiv, предоставляют важную информацию о морфологических и термодинамических свойствах этого скопления.

Скопления галактик содержат до тысяч галактик, связанных вместе гравитацией. Они обычно образуются в результате слияний и растут путем аккреции субскоплений. Эти процессы предоставляют прекрасную возможность изучать материю в условиях, которые невозможно исследовать в лабораториях на Земле. В частности, слияние скоплений галактик может помочь нам лучше понять физику ударных волн и холодных фронтов, наблюдаемых в диффузной среде внутри скоплений, ускорение космических лучей в скоплениях и свойства самовзаимодействия темной материи.

PLCKG287, также известное как PSZ2 G286.98+32.90, представляет собой скопление галактик с красным смещением 0,38, массой около 1,37 квадриллиона солнечных масс и температурой 13 кэВ. Скопление имеет рентгеновскую светимость в диапазоне 2–10 кэВ на уровне 1,7 кваттуордециллиона эрг/с.

Предыдущие наблюдения PLCKG287 показали, что он содержит два симметричных радиореликта, которые, как предполагается, генерируются ударными фронтами, вызванными слиянием, и радиогало, которое связано с повторным ускорением электронов космических лучей турбулентностью. Более того, кластер претерпевает одно или несколько слияний с главной осью, ориентированной в направлении с северо-запада на юго-восток.

Группа астрономов под руководством Мириам Джитти из Болонского университета в Италии решила более подробно рассмотреть PLCKG287 из-за его необычных свойств. Они использовали усовершенствованный спектрометр визуализации ПЗС (ACIS) Chandra для проведения детального анализа этого кластера в рентгеновских лучах.

Наблюдения показали, что PLCKG287 демонстрирует кометоподобную рентгеновскую морфологию, ориентированную в направлении северо-запад-юго-восток. Похоже, что скопление имеет яркую рентгеновскую сердцевинную область, которая является пространственной с известным гигантским радиогало. Пик рентгеновского излучения пространственно смещен примерно на 260 000 световых лет от основной ярчайшей галактики скопления (BCG), что предполагает нарушенное динамическое состояние.

Анализируя центральную область PLCKG287 (в пределах 4,9 миллионов световых лет от центра), астрономы обнаружили, что скопление имеет глобальную температуру приблизительно 12,73 кэВ, а его рентгеновская светимость (в диапазоне 2–10 кэВ) составляет 1,09 кваттуордециллиона эрг/с. Интегральная газовая масса PLCKG287 была рассчитана как около 0,16 квадриллиона солнечных масс, в то время как его общая масса была оценена в 1,2 квадриллиона солнечных масс.

Кроме того, наблюдения выявили ударный фронт на расстоянии около 1,27 млн световых лет к северо-западу от центра скопления. Этот ударный фронт характеризуется скачком плотности 1,43, числом Маха 1,29 и скоростью около 2100 км/с. Холодный фронт также был обнаружен в том же направлении, примерно в 962 000 световых годах от центра скопления, со скачком плотности 1,44.

Таким образом, основываясь на результатах, авторы статьи предполагают, что PLCKG287 имеет бывшее холодное ядро, а нагревательное событие повысило температуру центральной области скопления. Они пришли к выводу, что совместное действие слияния и обратной связи центрального активного галактического ядра (AGN) может объяснить повторно нагретое холодное ядро, крупномасштабную ударную волну и холодный фронт в PLCKG287.

Больше информации: M. Gitti et al, Deep Chandra observations of PLCKG287.0+32.9: a clear detection of a shock front in a heated former cool core, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2503.13735