Vad är en fossilgrupp?

En fossil grupp är ett galaktiskt system där några eller alla av de ingående galaxerna har gått samman för att bilda en enda elliptisk galax. Denna kropp har en massa och röntgenljusstyrka som är jämförbar med summan av dess komponenter och är omgiven av ett moln av het gas som sträcker sig över flera galaktiska radier. Alla medlemmar av systemet som inte absorberas är typiskt avlägsna och av mycket mindre storlek än den dominerande delen. Det har föreslagits att dessa system bildades i ett mycket avlägset förflutet och representerar det sista stadiet av evolutionen för en galaktisk grupp, därav termen ”fossil”.

De flesta galaxer, inklusive Vintergatan, är en del av en lokal grupp. I de mest kompakta grupperna är galaxerna tillräckligt nära för att projicera att gravitationen kommer att åstadkomma deras slutliga sammanslagning till en enda kropp, centrerad i en gloria av mörk materia. Detta är materia som inte avger eller reflekterar strålning, men som kan upptäckas genom dess gravitationseffekter. Förekomsten av mörk materia härleds från de stora molnen av gas som avger höga nivåer av röntgenstrålning som vanligtvis omger dessa system. En sådan process tros bilda en fossil grupp under loppet av några miljarder år.

Observationer av galaktiska grupper som verkar vara i färd med att bilda en fossil grupp har gjorts. Dessa förstärkte tanken att det är det gemensamma resultatet för system med en viss densitet och den enda metoden för bildning av fossila grupper. Ytterligare forskning har visat bevis för fossilbildning i mindre tätbefolkade sektorer, dock. Dessutom har massiva fossila grupper undersökts som inte kunde ha uppstått från vanliga modeller av dynamisk friktion inom det kända livet i universum.

Den mest massiva kända fossilgruppen studerades med XMM-Newton och Chandra röntgenrymdobservatorier samt markbaserade infraröda teleskop. Dess elliptiska galax är 500 miljarder gånger mer lysande än solen, har en massa på över 300 biljoner solmassor och sitter i en gloria av överhettad gas med tre miljoner ljusår i diameter. Enligt den vedertagna synen på fossil gruppbildning borde en struktur av denna storlek inte ha varit möjlig under den tid som stod till förfogande.

En alternativ formationsteori har föreslagits där effekterna av dynamisk friktion som verkar på kroppar som rör sig i cirkulära banor runt massans centrum ersätts av en asymmetrisk modell. Om massa dras mot mitten längs filament, eller trådliknande galaktiska strukturer, kan kända krafter förklara bildningen i en mycket snabbare takt. Likheter mellan fossila gruppers elliptiska galaxer och ljusa galaxer i stora kluster tyder på en annan formativ process. Slutprocessen för bildandet av fossila grupper kan vara den inledande fasen av bildandet för klustergrupperna.