NGC 4839：星系深度俯冲，留下炽热的尾巴。图片鸣谢:X射线:钱德拉:NASA/SAO/阿拉巴马大学/M. S. Mirakhor等人；XMM:欧空局/XMM-Newton；光学:SDSS；图像处理:N. Wolk
据美国宇航局：一群星系正在坠入彗发星系团，并留下一条巨大的过热气体尾巴。天文学家已经证实，这是已知的星系团背后最长的尾巴，并利用它来更深入地了解星系团——宇宙中一些最大的结构——如何增长到巨大的尺寸。
天文学家用NGC 4839星系群训练了美国宇航局的钱德拉X射线天文台。星系群是由大约50个或更少的星系通过引力结合在一起的集合。星系团甚至更大，可以包含成百上千个单独的星系。
星系团和星系群都被大量的热气体包围着，最好用X射线来研究。这些过热的气体池虽然非常稀薄和分散，但却代表了星系团或星系团中相当大的一部分质量，对于理解这些系统至关重要。
NGC 4839位于彗发星系团的边缘附近，彗发星系团是宇宙中已知最大的星系团之一，距离我们大约3.4亿光年。随着NGC 4839向彗发星系团的中心移动，星系团中的热气体因与星系团中的气体碰撞而被剥离。这导致了在星系团后面形成一条尾巴。
左边的图像显示了欧空局(欧洲航天局)的XMM-Newton(蓝色)拍摄的彗发星系团的X射线视图，以及斯隆数字巡天的光学数据(黄色)。NGC 4839星系群位于这幅图像的右下角。右边的插图是方形区域的钱德拉图像(紫色)。NGC 4839的尾部位于钱德拉影像的左侧，包含了该星系群中最亮的星系和密度最大的气体。尾巴拖向右边。(钱德拉的图像已经被旋转，所以北是大约30度到垂直的左边。)
NGC 4839正在穿越的彗发星团外部区域的热气体发出的x射线太暗，在这里显示的XMM图像中看不到，但在一张补充的XMM专用图像中被突出显示。这张图像拼接图显示了没有获得数据的各个图像之间的间隙，以及X射线点源被移除的黑洞。
事实上，这条尾巴有150万光年长，是太阳和最近恒星之间距离的几十万倍，这使得它成为有史以来拖在一组星系后面最长的尾巴。
目前尾巴的亮度给了天文学家一个特殊的机会，在它与星团中的热气体混合并变得太暗而无法研究之前，研究尾巴气体的物理性质。NGC 4839后面尾部的气体最终将与已经存在于彗发星团中的大量热气体融合。
使用钱德拉数据分析星系团前方的气体，研究人员发现了一种冲击波——类似于超音速喷气式飞机的音爆——显示NGC 4839以每小时约300万英里的速度穿过星系团。冲击波的位置在图像的标签版本中被突出显示。
他们还研究了尾部气体的湍流程度。一个熟悉的类比是，湍流描述了我们大气中不规则的空气运动，这可能导致飞机颠簸。他们发现了适度的湍流，这意味着NGC 4839的热传导很低。
该小组还在尾巴的一侧看到了称为开尔文-亥姆霍兹不稳定性的特殊结构的可能证据。科学家在太空和地球的各种环境中发现了这些结构，包括云的形状。它们是由流动气体或流体的相邻层的速度差异造成的。NGC 4839中开尔文-亥姆霍兹不稳定性的存在表明尾部的气体具有弱磁场或低粘度水平。(例如，水的粘性比蜂蜜小。)开尔文-亥姆霍兹不稳定性的位置在标记的钱德拉图像和钱德拉图像的版本中给出，该钱德拉图像已经被处理以强调图像中具有更尖锐边缘的区域。
研究人员查看了NGC 4839的早期观测数据，估计它的尾巴至少有一百万光年长。新的钱德拉数据揭示了保持150万光年长度的新记录。(落入星系团的其他三组星系后面的尾巴长度在80万到100万光年之间。)
阿拉巴马大学亨茨维尔分校的斯蒂芬·沃克在新墨西哥州阿尔伯克基举行的第242届美国天文学会会议上展示了这些结果。这些结果也出现在由Mohammad Mirakhor，Walker和James Runge在皇家天文学会月刊6月号上发表的论文中。米拉霍尔和龙格也来自阿拉巴马大学亨茨维尔分校。该论文可在https://arxiv.org/abs/2304.05419.在线获得。
NASA的马歇尔太空飞行中心管理着钱德拉计划。史密森天体物理天文台的钱德拉X射线中心控制着马萨诸塞州剑桥的科学操作和马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作。
梅根·沃茨克钱德拉X射线中心马萨诸塞州剑桥。
乔纳森交易马歇尔航天飞行中心阿拉巴马州亨茨维尔。
