(Main) WEAVE-Daten, überlagert mit einem Bild des James Webb Space Telescope von Stephans Quintett, mit grünen Konturen, die Radiodaten des Low Frequency Array (LOFAR) Radioteleskops zeigen. (Inset) Radiobeobachtungen von Stephans Quintett bei verschiedenen Frequenzen, aufgenommen vom Low Frequency Array (LOFAR) und dem Very Large Array (VLA) (Bildnachweis: William Herschel Telescope Enhanced Area Velocity Explorer (WEAVE) wide-field spectrograph in La Palma, Spanien)
Mit einem der leistungsstärksten Teleskope der Erde haben Astronomen einen beängstigenden Zusammenstoß von Galaxien mit einer Geschwindigkeit von 3,2 Millionen Kilometern pro Stunde an einer gefährlichen „kosmischen Kreuzung“ beobachtet, an der es bereits mehrere Kollisionen gegeben hat.
Die Kollision ereignete sich, als die Galaxie NGC 7318b den Ort früherer galaktischer Zusammenstöße, eine galaktische Gruppierung namens „Stephans Quintett“, durchbrach. Der Einschlag erzeugte eine starke Schockwelle in diesem komplexen Feld kosmischer Trümmer, die das Quintett „wiedererweckte“.
Ein Team von über 60 Astronomen entdeckte die Kollision mit Hilfe des Weitfeldspektrographen WEAVE (William Herschel Telescope Enhanced Area Velocity Explorer), der am William Herschel Teleskop auf La Palma, Spanien, angebracht ist. Das Team kombinierte diese Beobachtungen mit Daten des James Webb Space Telescope (JWST) und des Low-Frequency Array (LOFAR), um den Kollisionsort zu untersuchen. Eine solche Untersuchung könnte Aufschluss darüber geben, wie Galaxien wie die Milchstraße durch gewalttätige Ereignisse und Verschmelzungen über Milliarden von Jahren hinweg entstanden sind.
„Seit seiner Entdeckung im Jahr 1877 hat das Stephansquintett die Astronomen in seinen Bann gezogen, weil es eine galaktische Kreuzung darstellt, an der frühere Kollisionen zwischen Galaxien ein komplexes Trümmerfeld hinterlassen haben“, so Marina Arnaudova, Leiterin des Teams und Forscherin an der University of Hertfordshire, in einer Erklärung. „Die dynamische Aktivität in dieser Galaxiengruppe wurde nun durch eine Galaxie wiedererweckt, die mit einer unglaublichen Geschwindigkeit von über 3,2 Millionen km/h durch sie hindurch raste, was zu einem immens starken Schock führte, ähnlich dem Schallknall eines Düsenjägers.“
Die Höchstgeschwindigkeit eines SR-71 Blackbird Düsenjägers beträgt Mach 3,4, also etwas mehr als 4.023 km/h. Das bedeutet, dass die Galaxie NGC 7318b die Geschwindigkeit eines Düsenjägers um das 800-fache übertraf. Die Schockfront, die das Team beobachtet hat, weist außerdem eine merkwürdige Doppelnatur auf.
Radiobeobachtungen von Stephans Quintett bei verschiedenen Frequenzen, aufgenommen vom Niederfrequenz-Array (LOFAR) und dem Very Large Array (VLA). Die roten Farben zeigen starke Radioemissionen an, die von der Schockfront sowie von einigen Galaxien in der Gruppe und darüber hinaus ausgehen. (Bildnachweis: Universität von Hertfordshire)
Arnaudova erklärte, dass der Schock, der sich mit Hyperschallgeschwindigkeit durch Taschen mit kaltem Gas oder das „intergalaktische Medium“ von Stephans Quintett bewegt, stark genug ist, um Elektronen aus den Atomen zu reißen. Dies hinterlässt eine glühende Spur aus geladenem Gas oder „Plasma“, die mit WEAVE sichtbar ist. Der wandernde Schock schwächt sich ab, wenn er auf heißes Gas in der Umgebung der galaktischen Kollisionsstelle trifft.
„Anstatt eine signifikante Störung zu verursachen, komprimiert der schwache Schock das heiße Gas, was zu Radiowellen führt, die von Radioteleskopen wie LOFAR aufgefangen werden“, sagte Soumyadeep Das, ein Wissenschaftler der Universität von Hertfordshire, in der Erklärung.
Ein Bild, das hochenergetisches Plasma in Stephans Quintett zeigt, wie es durch Radiobeobachtungen mit dem VLA und LOFAR aufgenommen wurde. Die blauen Farben zeigen älteres, niederenergetisches Plasma an, während die orangefarbenen und gelben Bereiche Regionen markieren, die aktiv mit Energie versorgt werden. (Bildnachweis: Universität von Hertfordshire)Gavin Dalton, Leiter des
WEAVE-Projekts und Forscher an der Universität Oxford, lobte die Detailgenauigkeit der Beobachtungen des Stephan-Quintetts durch das Instrument.
„Neben den Details des Schocks und der sich entfaltenden Kollision, die wir in Stephans Quintett sehen, bieten diese Beobachtungen eine bemerkenswerte Perspektive auf das, was bei der Entstehung und Entwicklung der kaum aufgelösten schwachen Galaxien, die wir an der Grenze unserer derzeitigen Möglichkeiten sehen, passieren kann“, sagte er.
Die Ergebnisse sind ein verlockender Ausblick darauf, wie WEAVE mit Weltraumteleskopen wie dem JWST zusammenarbeiten könnte, um unsere Sicht auf schwache Galaxien zu verbessern.
„Ich bin begeistert zu sehen, dass die Daten, die beim ersten WEAVE-Licht gesammelt wurden, bereits ein hochwirksames Ergebnis liefern, und ich bin sicher, dass dies nur ein frühes Beispiel für die Art von Entdeckungen ist, die mit WEAVE am William Herschel Teleskop in den kommenden Jahren möglich sein werden“, sagte Marc Balcells, Direktor der Isaac Newton Group of Telescopes, in der Erklärung.
Die Ergebnisse des Teams wurden am Freitag (22. November) in der Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.
