Co to jest grupa kopalna?

Grupa skamielin to układ galaktyczny, w którym niektóre lub wszystkie galaktyki składowe połączyły się, tworząc jedną galaktykę eliptyczną. Ciało to ma masę i jasność promieniowania rentgenowskiego porównywalne z sumą jego składników i jest otoczone chmurą gorącego gazu rozciągającą się na kilka promieni galaktycznych. Dowolni członkowie nie wchłoniętego układu są zazwyczaj odległe i mają znacznie mniejszą wielkość niż element dominujący. Sugerowano, że układy te powstały w bardzo odległej przeszłości i reprezentują końcowy etap ewolucji grupy galaktycznej, stąd termin „skamielina”.

Większość galaktyk, w tym Droga Mleczna, jest częścią lokalnej grupy. W najbardziej zwartych grupach galaktyki są wystarczająco blisko, aby rzutować, że grawitacja spowoduje ich ostateczne połączenie w jedno ciało, skupione w aureoli ciemnej materii. Jest to materia, która nie emituje ani nie odbija promieniowania, ale może być wykryta przez efekty grawitacyjne. O obecności ciemnej materii wnioskuje się z ogromnych chmur gazu emitującego wysokie poziomy promieniowania rentgenowskiego, które zwykle otaczają te układy. Uważa się, że taki proces tworzy grupę kopalną w ciągu kilku miliardów lat.

Dokonano obserwacji grup galaktycznych, które wydają się być w trakcie tworzenia grupy kopalnej. Potwierdziło to pogląd, że jest to powszechny wynik dla układów o określonej gęstości i jedyna metoda tworzenia grup kopalnych. Dalsze badania wykazały jednak, że tworzenie się skamielin dotyczy sektorów o mniejszej gęstości zaludnienia. Ponadto zbadano masywne grupy skamielin, które nie mogły wynikać ze wspólnych modeli tarcia dynamicznego w znanym życiu wszechświata.

Najbardziej masywną znaną grupę kopalną badano za pomocą obserwatoriów kosmicznych XMM-Newton i Chandra, a także naziemnych teleskopów podczerwieni. Galaktyka eliptyczna ma 500 miliardów razy więcej światła niż Słońce, ma masę ponad 300 bilionów mas Słońca i znajduje się w aureoli przegrzanego gazu o średnicy trzech milionów lat świetlnych. Zgodnie z przyjętym poglądem na tworzenie grup kopalnych, struktura tego rozmiaru nie powinna być możliwa w dostępnym czasie.

Zaproponowano alternatywną teorię formacji, w której skutki tarcia dynamicznego działającego na ciała poruszające się po orbitach kołowych wokół środka masy zastępuje model asymetryczny. Jeśli masa ciągnie się w kierunku środka wzdłuż włókien lub struktur galaktycznych podobnych do nici, znane siły mogą tłumaczyć powstawanie w znacznie szybszym tempie. Podobieństwa między eliptycznymi galaktykami grup kopalnych i jasnymi galaktykami w dużych gromadach sugerują inny proces formowania. Końcowym procesem tworzenia grup kopalnych może być początkowa faza powstawania grup skupień.