Qu'est-ce qu'un groupe de fossiles?
Un groupe de fossiles est un système galactique dans lequel tout ou partie des galaxies composants ont fusionné pour former une seule galaxie elliptique. Ce corps a une masse et une luminosité des rayons X comparables à la somme de ses composants et est entouré d'un nuage de gaz chaud s'étendant sur plusieurs rayons galactiques. Tous les membres du système non absorbés sont généralement distants et d'une ampleur bien moindre que le membre dominant. Il a été suggéré que ces systèmes se sont formés dans un passé très lointain et représentent le stade final de l'évolution d'un groupe galactique, d'où le terme «fossile».
La plupart des galaxies, y compris la voie lactée, font partie d'un groupe local. Dans les groupes les plus compacts, les galaxies sont suffisamment proches pour projeter que la gravité entraînera leur fusion éventuelle en un seul corps, centré dans un halo de matière noire. C'est une matière qui n'émet ni ne réfléchit de rayonnement, mais qui peut être détectée par ses effets gravitationnels. La présence de matière noire est déduite des vastes nuages de gaz émettant de hauts niveaux de rayons X qui entourent généralement ces systèmes. On pense qu'un tel processus forme un groupe de fossiles au cours de quelques milliards d'années.
Des observations de groupes galactiques qui semblent être en train de former un groupe fossile ont été effectuées. Celles-ci ont renforcé l’idée que c’est le résultat commun des systèmes d’une certaine densité et la seule méthode de formation de groupes fossiles. D'autres recherches ont montré que la formation de fossiles est un secteur moins densément peuplé. En outre, des groupes de fossiles massifs ont été examinés qui ne pourraient pas résulter de modèles communs de frottement dynamique dans la vie connue de l'univers.
Le groupe de fossiles le plus massif connu a été étudié à l'aide des observatoires spatiaux à rayons X XMM-Newton et Chandra, ainsi que de télescopes infrarouges au sol. Sa galaxie elliptique est 500 milliards de fois plus lumineuse que le soleil, a une masse de plus de 300 trillions de masses solaires et repose dans un halo de gaz surchauffé de trois millions d'années lumière de diamètre. Selon l'opinion admise sur la formation de groupes fossiles, une structure de cette taille n'aurait pas dû être possible dans le temps imparti.
Une théorie alternative de la formation a été proposée où les effets des frictions dynamiques agissant sur les corps se déplaçant sur des orbites circulaires autour du centre de masse sont remplacés par un modèle asymétrique. Si la masse est tirée vers le centre le long de filaments ou de structures galactiques filiformes, les forces connues peuvent expliquer la formation à un rythme beaucoup plus rapide. Les similitudes entre les galaxies elliptiques des groupes de fossiles et les galaxies lumineuses des grandes grappes suggèrent un autre processus de formation. Le processus final de formation de groupes fossiles pourrait être la phase initiale de formation des groupes de grappes.