Using the largest mosaic of Hubble Space Telescope images around a galaxy cluster, we map the distribution of dark matter throughout a $\sim$$6\times6$ Mpc$^2$ area centred on the cluster MS 0451-03 ($z=0.54$, $M_{200}=1.65\times10^{15} \rm{M}_\odot$). Our joint strong- and weak-lensing analysis shows three possible filaments extending from the cluster, encompassing six group-scale substructures. The dark-matter distribution in the cluster core is elongated, consists of two distinct components, and is characterized by a concentration parameter of $c_{200}=3.79\pm0.36$. By contrast, XMM-Newton observations show the gas distribution to be more spherical, with excess entropy near the core, and a lower concentration of $c_{200}=2.35^{+0.89}_{-0.70}$ (assuming hydrostatic equilibrium). Such a configuration is predicted in simulations of major mergers 2-7Gyr after the first core passage, when the two dark-matter halos approach second turnaround, and before their gas has relaxed. This post-merger scenario finds further support in optical spectroscopy of the cluster's member galaxies, which shows that star formation was abruptly quenched 5 Gyr ago. MS 0451-03 will be an ideal target for future studies of the growth of structure along filaments, star-formation processes after a major merger, and the late-stage evolution of cluster collisions.

中文翻译：

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合并后星系团 MS 0451−03 周围 6 Mpc 暗物质和气体的分布

使用围绕星系团最大的哈勃太空望远镜图像马赛克，我们绘制了暗物质在以星系团 MS 0451-03 ($z=0.54) 为中心的 $\sim$$6\times6$ Mpc$^2$ 区域的分布图$, $M_{200}=1.65\times10^{15} \rm{M}_\odot$)。我们的强弱透镜联合分析显示三个可能的细丝从集群中延伸出来，包括六个群体规模的子结构。星团核心中的暗物质分布被拉长，由两种不同的成分组成，其浓度参数为 $c_{200}=3.79\pm0.36$。相比之下，XMM-Newton 观测显示气体分布更接近球形，靠近核心的熵过多，并且 $c_{200}=2.35^{+0.89}_{-0.70}$ 的浓度较低（假设流体静力平衡）。在第一次核心通道之后 2-7Gyr 的主要合并模拟中预测了这种配置，当两个暗物质晕接近第二次转向时，并且在它们的气体放松之前。这种合并后的情景在星团成员星系的光谱学中找到了进一步的支持，这表明恒星形成在 5 Gyr 前突然淬灭。MS 0451-03 将成为未来研究沿细丝结构增长、重大合并后的恒星形成过程以及星团碰撞后期演化的理想目标。这表明恒星的形成在 5 Gyr 前突然停止。MS 0451-03 将成为未来研究沿细丝结构增长、重大合并后的恒星形成过程以及星团碰撞后期演化的理想目标。这表明恒星的形成在 5 Gyr 前突然停止。MS 0451-03 将成为未来研究沿细丝结构增长、重大合并后的恒星形成过程以及星团碰撞后期演化的理想目标。