Gigantische tsunami van X-stralen rolt door de Perseus Cluster

Een golf van heet gas, twee maal zo breed als de Melkweg, verstoort de nabijgelegen Perseus Cluster.

De golf, die 200 000 lichtjaar in diameter meet, werd wellicht miljarden jaren geleden gevormd uit een buurcluster die in tweeën gereten werd.

Het fenomeen wordt geassocieerd met de dichte nadering van een kleinere cluster. De golf doorheen de cluster toont dat de fusie van deze reusachtige structuren nog steeds aan de gang is.

Clusters zijn de grootst gekende, door zwaartekracht gebonden, structuren in het heelal. De Perseus cluster bijvoorbeeld, gelegen in het sterrenbeeld Perseus op 240 miljoen lichtjaar van de aarde, meet een geweldige 11 miljoen lichtjaar in diameter.

Het meeste van de waarneembare materie in clusters is superheet gas dat gloeit in röntgenstraling. Observaties met behulp van NASA’s Chandra X-ray Observatory en andere onthullen opmerkelijke formaties in het “gloeiende” gas, waaronder een raadselachtig concaaf (hol) object van 200 000 lichtjaar diameter. Het mysterieuze object werd “De Baai” gedoopt.

 Deze röntgenfoto van het heet gas in de Perseus Clusters is het resultaat van een 16 dagen lange observatie door NASA's Chandra X-ray Observatory. (NASA)

“De Baai” straalt niets uit. Het is dus onwaarschijnlijk, in tegenstelling tot de andere kenmerken in het gasveld, dat het afkomstig is uit de activiteit van het superzware zwarte gat in de kern van Perseus’ centrale sterrenstelsel (NGC 1275). De baaivorm is ook niet te verenigen met de voorspelling van computermodellen die het normale gedrag van het gas berekenen.

De onderzoekers herwerkten de beelden van Chandra, door ze te filteren om zodoende de randen en andere details naar de voorgrond te brengen. Vervolgens vergeleken de onderzoekers de verbeterde weergaven met computersimulaties die de samensmelting van clusters berekenen.

Uit de resultaten concluderen de onderzoekers voorzichtig dat “De Baai” wellicht lang geleden geboren werd uit twee verschillende onderdelen in Perseus’ gas. Een “koudere” binnenzijde van zo’n 30 miljoen graden Celsius en een omgeving daarrond die 3 keer heter was.

Vervolgens moet een kleinere cluster, zo’n 1000 keer zwaarder dan de Melkweg, Perseus geschampt hebben. De dichte nadering heeft het gas van Perseus dusdanig verstoort, dat er een spiraal ontstond vanuit het “koudere” gas aan de binnenzijde naar de hetere buitenzijde toe.

Zo’n 2,5 miljard jaar na de flyby bevindt de spiraal zich 500 000 lichtjaar van Perseus’ centrum, waar het gigantische golven produceert naar de uiteinde van de cluster toe. Deze golven zijn vergelijkbaar met gigantisch Kelvin-Helmholtz golven. Deze ontstaan in twee vloeistoffen die bewegen met een verschillende snelheid. (zie filmpje)

Onderzoekers denken dat “De Baai” een deel is van een Kelvin-Helmholtz golf, misschien wel de grootste ooit ontdekt. Eenzelfde objecten werden ook waargenomen in de Clusters Centaurus en Abell 1795.

Computermodel dat de gigantische golfbeweging toont in de Perseus Cluster. (NASA)