Мозаичное изображение XMM скопления галактик Abell 3558 с вычитанием фона и коррекцией экспозиции с коррекцией экспозиции в диапазоне энергий 0,7–1,2 кэВ. Белым кружком отмечено расположение радиуса r 500, а черной изогнутой линией показано расположение внутреннего холодного фронта. Два вновь выявленных внешних края, один на расстоянии 600 кпк от ядра на юго-восток, а другой на расстоянии 1,2 Мпк от ядра на северо-запад, выделены стрелками.
Фото: arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2308.16222.

Скопления галактик содержат до тысяч галактик, связанных между собой гравитацией. Это крупнейшие известные гравитационно-связанные структуры во Вселенной, которые могут служить отличными лабораториями для изучения эволюции галактик и космологии.

Abell 3558 с красным смещением 0,048 является одним из скоплений в скоплении Abell 3558, расположенном в сверхскоплении Шепли. Его масса составляет около 980 триллионов солнечных масс, а радиус около 5,2 миллиона световых лет.

Предыдущие наблюдения Abell 3558 обнаружили холодный фронт на расстоянии примерно 320 000 световых лет к северо-западу от ядра скопления. В целом, так называемые холодные фронты представляют собой резкие скачки поверхностной яркости, наблюдаемые на рентгеновских изображениях, где падение поверхностной яркости и плотности газа сопровождается скачком температуры газа, причем более плотная область оказывается холоднее, чем более разреженная область.

Предполагается, что холодный фронт, обнаруженный в Abell 3558, вызван крупномасштабным выплескиванием, вызванным прохождением небольшой группы галактик, вероятно, SC 1327–312, или внеосевым слиянием с более массивной системой. Команда астрономов под руководством Мохаммада Мирахора проанализировала архивные изображения Abell 3558 с помощью XMM-Newton, чтобы пролить больше света на этот холодный фронт, что привело к открытию двух новых таких особенностей.

Исследователи выявили два резких скачка поверхностной яркости на крупномасштабных радиусах за пределами ядра Abell 3558, о которых ранее не сообщалось. Один из них расположен примерно в 2 миллионах световых лет от ядра скопления на юго-востоке, а другой — примерно в 4 миллионах световых лет от ядра скопления на северо-западе.

Спектральный анализ подтвердил, что эти два разрыва на самом деле являются крупномасштабными холодными фронтами. На основании собранных данных астрономы подсчитали, что возраст холодного фронта в юго-восточном направлении составляет около 8,5 миллиардов лет.

Открытие, сделанное командой Мирахора, делает Abell 3558 одним из немногих скоплений галактик, в которых есть три или более холодных фронта. Более того, самый внешний холодный фронт оказался одним из самых далеких холодных фронтов, когда-либо наблюдавшихся в скоплении галактик, поскольку он находился на большем расстоянии от ядра, чем большинство крупномасштабных плещущихся холодных фронтов, наблюдаемых в скоплениях галактик.

По мнению авторов статьи, их открытие предполагает, что плеск может выходить далеко за пределы радиуса охлаждения скопления галактик, а это означает, что это явление всего скопления.