eROSITA osserva Abell 3391/95 a un incrocio cosmico

Il telescopio spaziale in banda X eROSITA (costruito in Germania, al Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), a bordo della missione russo-tedesca Spektr-RG, sta scansionando il cielo dal dicembre 2019 e punta a ottenerne non una bensì 8 mappe in banda X "soft" entro dicembre 2023. Nella fase di verifica iniziale (Performance Verification), le enormi potenzialità di eROSITA sono state testate su alcuni casi specifici, tra cui, per esempio, un campo di circa 140 gradi quadrati (eFEDS) e il sistema multiplo di ammassi di galassie Abell 3391/3395, una coppia di ammassi abbastanza vicini nel cielo.
Osservando la porzione di cielo centrata su Abell 3391/95, in particolare, eROSITA ha permesso di osservare per la prima volta un lungo filamento cosmico gassoso in emissione che si estende per circa 4 gradi, o 15 Mpc, nel piano del cielo. Questo filamento connette Abell 3391 e Abell 3395, estendendosi a nord di A3391 verso l'ammasso "Northern Clump” (MCXC J0621.7-5242) e a sud di A3395 verso un altro ammasso di galassie.  
Il Northern Clump, in particolare, mostra caratteristiche che ne indicano il movimento verso i due ammassi centrali.  Nei lavori del Prof. T. Reiprich (A&A, 2021) e A. Veronica (A&A, submitted) si mostra come eROSITA ci ha permesso di osservare un tratto di "ragnatela cosmica", catturando un fotogramma di formazione della struttura su grande scala dell'universo, che sta collassando verso A3391/95 al centro della ragnatela.
Con una ricerca da me condotta e basata sulle simulazioni cosmologiche idrodinamiche "Magneticum Pathfinder" (PI: Dr. Klaus Dolag, LMU, Germany), abbiamo potuto identificare e studiare una coppia di ammassi di galassie simulati molto simile ad A3391/95.  Questo studio al computer ci ha permesso di capire l'origine del sistema nel tempo, ovvero come i due ammassi della coppia si siano formati e da dove viene il gas diffuso, dentro e fuori dagli ammassi e nel "ponte" che li connette. Infatti, una delle questioni più importanti è capire se si possono usare coppie di ammassi come questa per cercare la materia barionica "mancante", quella in forma di gas poco denso e non molto caldo che è così difficile da osservare.  La nostra ricerca ci ha confermato che in una configurazione come quella di A3391/95 il gas nel filamento "ponte" non è stato strappato ai due ammassi a causa della loro interazione ma che ha un'origine molto diversa.  Il ponte somiglia molto a un vero filamento della ragnatela cosmica.
Infine, anche nelle simulazioni vediamo come i gruppi di galassie nelle vicinanze della coppia centrale si stiano muovendo in quella direzione, come per incontrarsi infine in questo gigante "incrocio" cosmico.  Un gruppo, in particolare, è già entrato nell'atmosfera di uno dei due ammassi principali, ma circa 3 Gyr fa mostrava una distanza e caratteristiche simili a quelle del vero Northern Clump rispetto a A3391/95. Le somiglianze ci lasciano pensare che anche il Northern Clump si stia muovendo verso A3391/95 per infine fondervisi.

 

Confronto tra il sistema simulato (pannello di destra e zoom nel pannello di sinistra) e le osservazioni di eROSITA di Abell 3391/95 (pannello centrale). Crediti: V.Biffi et al., A&A, submitted.

 

ArXiv: https://arxiv.org/abs/2106.14542