Diese Szene des kosmischen Chaos zeigt einen Ausschnitt des riesigen Perseus-Galaxienhaufens und zeigt mehrere riesige elliptische Galaxien, eine Staubspirale, deren Arme verblassen, und mehrere Randgalaxien, von denen einige offenbar Wechselwirkungen oder Verschmelzungen mit ihren Nachbarn erfahren.
Und das ist nur ein kleiner Teil des Galaxienhaufens, der zwischen 240 und 250 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt liegt und Tausende von Galaxien enthält.
Die riesige elliptische Galaxie in der Mitte des Bildes wurde vom Gemini North-Teleskop auf dem Mauna Kea auf Hawaii abgebildet und ist NGC 1270. Die Galaxie hat ihren Geist in Bezug auf die Bildung neuer Sterne längst aufgegeben; Alles, was sich jetzt in NGC 1270 befindet, sind alte, kühle, rote Sterne, die der elliptischen Galaxie ihren unverwechselbaren Farbton verleihen. In seinem Herzen lauert ein aktives supermassereiches Schwarzes Loch mit bis zu 12 Milliarden Sonnenmassen.
NGC 1270 ist eine der massereichsten Galaxien im Perseus-Cluster, aber sie erreicht nicht ganz die Größe einer anderen elliptischen Galaxie im Cluster, nämlich NGC 1275. NGC 1275 liegt außerhalb des Sichtfelds dieses Gemini North-Bildes was man die Brightest Cluster Galaxy oder BCG nennt. Es ist ein wahrer Riese im Herzen des Perseus-Clusters und wächst immer noch, wobei 13 Milliarden Sonnenmassen Wasserstoffgas aus der gesamten Clusterumgebung auf ihn fallen. Tatsächlich deuten Computersimulationen darauf hin, dass bis zu 70 % der Masse des BCG – und anderer ähnlicher Massen in allen Sternhaufen – aus Material stammt, das sich im Gravitationsnetz ihres Sternhaufens verfangen hat und in Richtung des Zentrums des Sternhaufens gefallen ist, wo es sich anlagert die BCG.
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NGC 1275 liegt genau im Massenzentrum des Sternhaufens. Es ist der Mittelpunkt, um den herum sich das ganze galaktische Chaos abspielt. Um ihn herum befindet sich ein schwacher Halo aus diffusem Licht, das von Sternen erzeugt wird, die von Galaxien herausgerissen wurden, die durch die Gravitationsfluten, die durch die Umgebung strömen, in den Haufen fallen. Es werden nicht nur einzelne Sterne herausgerissen; Die Raumsonde Euclid der Europäischen Weltraumorganisation hat kürzlich 70.000 frei schwebende Kugelsternhaufen innerhalb der zentralen 1,6 Millionen Lichtjahre des Haufens entdeckt.
Dieser diffuse Lichthof wird als Intra-Cluster-Licht oder ICL bezeichnet. Obwohl die ICL und die BCG in gewisser Weise einen ähnlichen Ursprung haben, da der Großteil ihrer Masse aus Material stammt, das von anderen in den Haufen fallenden Galaxien abgerissen wurde, sind sie nicht miteinander verbunden. Das Zentrum der ICL ist vom Zentrum von NGC 1275 um etwa 200.000 Lichtjahre versetzt, was bedeutet, dass BCG und ICL unterschiedlich sind, sich aber überlappen. Die Sterne in der ICL bewegen sich auch auf unterschiedlichen Bahnen zu den Sternen in NGC 1275 und enthalten unterschiedliche Mengen an schweren Elementen. Es wurde angenommen, dass Zwerggalaxien die Quelle der Sterne sind, die gemeinsam die ICL erzeugen, aber es gibt zu wenige Zwerggalaxien im Perseus-Cluster – Euklid zählte etwa 1.100 –, um die Helligkeit und das Ausmaß der ICL zu erklären. Stattdessen sind wahrscheinlich etwas massereichere Galaxien die Quelle.
Der Perseus-Cluster ist nicht nur mit dem Licht innerhalb des Clusters gefüllt. Es gibt noch etwas anderes, das sogenannte Intra-Cluster-Medium, einen Sumpf aus diffusem Gas, durch den die Galaxien des Clusters waten müssen. Während Galaxien durch dieses Intra-Cluster-Medium rasen, entzieht der Druck, den sie auf das Gas ausüben, ihren gesamten sternbildenden molekularen Wasserstoff. Spiralgalaxien bleiben daher zurück, wie die Staubspirale ganz links in diesem Bild, wo ihr gesamtes Sternentstehungsgas verschwunden ist, so dass sie keine neuen Sterne produzieren können, und wenn ältere Sterne sterben und ihre Innereien ausspucken, entsteht die Galaxie vollgestopft mit interstellarem Staub.
Das Medium innerhalb des Clusters ist heiß, über 1,8 Millionen Grad Fahrenheit (1 Million Grad Celsius) und so heiß, dass es stark im Röntgenbereich strahlt. Das Chandra-Röntgenobservatorium der NASA hat beobachtet, wie durch Ausbrüche des supermassiven Schwarzen Lochs mit 800 Millionen Sonnenmassen im Kern von NGC 1275 Blasen in diesen Röntgenhintergrund geblasen werden. Die Blasen erzeugen Wellen mit großer Amplitude, die durch den Intracluster widerhallen Medium. Obwohl sie nicht im wahrsten Sinne des Wortes hörbar sind, haben Wissenschaftler diese Druckwellen in Schallwellen umgewandelt und herausgefunden, dass es sich dabei um einen der tiefsten Töne handelt, die jemals gehört wurden: eine Note 57 Oktaven unter den mittleren Tasten eines Klaviers. Die Blasen im Jungfrau-Galaxienhaufen erzeugen einen noch tieferen Ton, 59 Oktaven tiefer!
Der Perseus-Haufen ist mit einer Gesamtmasse von 665 Billionen Sonnenmassen einer der massereichsten Galaxienhaufen in der Nähe. Es ist Teil des Perseus-Pisces-Superhaufens, der aus drei einzelnen Galaxienhaufen besteht, und es gibt schätzungsweise 10 Millionen Superhaufen im sichtbaren Universum. Galaxienhaufen und Superhaufen bilden sich an den Knotenpunkten des großen kosmischen Materienetzes, das das Universum umspannt.
Dieses kosmische Netz entstand nach dem Urknall, als Wellen im Plasmameer, das das Universum bis 379.000 Jahre nach dem Urknall füllte, erstarrten. Die Wellen waren Orte mit etwas größerer Dichte und damit Schwerkraft, und im Laufe der Zeit haben sie Materie angezogen, und heute bilden die Wellen die Filamente des kosmischen Netzes und bestehen größtenteils aus dunkler Materie. Tatsächlich können wir beim Betrachten eines Galaxienhaufens den Großteil der Masse nicht sehen, nicht einmal im Röntgenlicht – etwa 85 % jedes Galaxienhaufens besteht aus unsichtbarer Dunkler Materie. Wir können auf seine Anwesenheit schließen, indem wir nach den Stellen suchen, an denen die Schwerkraft der Dunklen Materie Gravitationslinsen erzeugt hat.
Dennoch sind die 15 %, die wir sehen können, wundersam, wie das Gemini North-Bild zeigt, voller Farbe, Action und Chaos.
