Was ist eine fossile Gruppe?
Eine fossile Gruppe ist ein galaktisches System, in dem einige oder alle Komponentengalaxien zu einer einzigen elliptischen Galaxie verschmolzen sind. Dieser Körper hat eine Masse und Röntgenlichtstärke, die mit der Summe seiner Komponenten vergleichbar ist, und ist von einer Wolke heißen Gases umgeben, die sich über mehrere galaktische Radien erstreckt. Alle nicht absorbierten Mitglieder des Systems sind typischerweise weit entfernt und von weit geringerer Größe als das dominierende Mitglied. Es wurde vermutet, dass diese Systeme in sehr ferner Vergangenheit entstanden sind und die letzte Evolutionsstufe für eine galaktische Gruppe darstellen, daher der Begriff „fossil“.
Die meisten Galaxien, einschließlich der Milchstraße, sind Teil einer lokalen Gruppe. In den kompaktesten Gruppen sind die Galaxien nahe genug, um zu projizieren, dass die Schwerkraft ihre eventuelle Verschmelzung zu einem einzigen Körper hervorruft, der in einem Lichthof aus dunkler Materie zentriert ist. Dies ist eine Materie, die keine Strahlung emittiert oder reflektiert, sondern anhand ihrer Gravitationseffekte erfasst werden kann. Das Vorhandensein dunkler Materie lässt sich aus den riesigen Gaswolken ableiten, die viel Röntgenstrahlung abgeben, die diese Systeme normalerweise umgibt. Es wird angenommen, dass ein solcher Prozess innerhalb weniger Milliarden Jahre eine fossile Gruppe bildet.
Es wurden Beobachtungen von galaktischen Gruppen gemacht, die offenbar gerade dabei sind, eine fossile Gruppe zu bilden. Dies untermauerte die Vorstellung, dass dies das gemeinsame Ergebnis für Systeme einer bestimmten Dichte und die einzige Methode zur Bildung fossiler Gruppen ist. Weitere Untersuchungen haben gezeigt, dass die Bildung von Fossilien in weniger dicht besiedelten Sektoren zu beobachten ist. Darüber hinaus wurden massive fossile Gruppen untersucht, die nicht aus gängigen Modellen der dynamischen Reibung im bekannten Leben des Universums resultieren konnten.
Die massereichste bekannte fossile Gruppe wurde mit den Röntgenobservatorien XMM-Newton und Chandra sowie mit bodengestützten Infrarot-Teleskopen untersucht. Seine elliptische Galaxie ist 500 Milliarden Mal leuchtender als die Sonne, hat eine Masse von über 300 Billionen Sonnenmassen und sitzt in einem Halo aus überhitztem Gas mit einem Durchmesser von drei Millionen Lichtjahren. Nach der anerkannten Auffassung der Bildung fossiler Gruppen hätte eine Struktur dieser Größe in der zur Verfügung stehenden Zeit nicht möglich sein dürfen.
Eine alternative Formationstheorie wurde vorgeschlagen, bei der die Auswirkungen der dynamischen Reibung auf Körper, die sich in Kreisbahnen um den Massenschwerpunkt bewegen, durch ein asymmetrisches Modell ersetzt werden. Wenn die Masse entlang von Filamenten oder fadenförmigen galaktischen Strukturen in Richtung des Zentrums gezogen wird, können bekannte Kräfte die Bildung viel schneller erklären. Ähnlichkeiten zwischen den elliptischen Galaxien fossiler Gruppen und hellen Galaxien in großen Clustern lassen auf einen anderen Entstehungsprozess schließen. Der Endprozess der Bildung fossiler Gruppen könnte die Anfangsphase der Bildung der Clustergruppen sein.