Chandra agarra el cabestrillo durante la colisión.

Cuando los titanes espaciales (cúmulos de galaxias) chocan, pueden suceder cosas extraordinarias. Un nuevo estudio que utiliza el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA examina las repercusiones después del choque de dos cúmulos de galaxias.

Los cúmulos de galaxias son las estructuras más grandes del Universo que se mantienen unidas por la gravedad, y contienen cientos o incluso miles de individuos. galaxias sumergido en océanos gigantes de gas sobrecalentado. Adentro cúmulos de galaxias, la materia normal, como los átomos que forman las estrellas, los planetas y todo lo que hay en la Tierra, se encuentra principalmente en forma de gas caliente y estrellas. La masa de gas caliente entre galaxias es mucho mayor que la masa de estrellas en todas las galaxias. Esta materia normal está unida por gravedad al cúmulo de una masa aún mayor de materia oscura.

Debido a las enormes masas y velocidades involucradas, las colisiones y fusiones entre los cúmulos de galaxias se encuentran entre los eventos más energéticos del Universo.

En un nuevo estudio del cúmulo de galaxias Abell 1775, ubicado a unos 960 millones de años luz de la Tierra, un equipo de astrónomos dirigido por Andrea Botteon de la Universidad de Leiden en los Países Bajos anunció que han encontrado un patrón en forma de espiral en los Países Bajos. Datos de rayos X. Estos resultados implican un pasado turbulento para el clúster.

Cuando chocan dos cúmulos de galaxias de diferentes tamaños, el cúmulo más pequeño comienza a pasar a través del más grande. (Debido a su masa más grande, el cúmulo más grande tiene una ventaja en lo que respecta a la atracción gravitacional). A medida que el cúmulo más pequeño se mueve, su gas caliente se elimina debido a la fricción. Esto deja un rastro, o cola, detrás del grupo. Después de que el centro del grupo más pequeño pasa por el centro del más grande, el gas en la cola comienza a encontrar menos resistencia y va más allá del centro del grupo. Esto puede hacer que la cola se «arroje» al volar hacia los lados, curvándose a medida que se aleja del centro del grupo.

Los datos más recientes de Chandra contienen evidencia, incluido el brillo de los rayos X y las temperaturas que representan, de una de estas colas curvas «tirachinas». Estudios anteriores de Abell 1775 con Chandra y otros telescopios sugirieron, pero no confirmaron, que había una colisión en curso en este sistema.

Una nueva imagen de Abell 1775 contiene rayos X de Chandra (azul), datos ópticos del telescopio Pan-STARRS en Hawái (azul, amarillo y blanco) y datos de radio de LOw Frequency ARray (LOFAR) en los Países Bajos (rojo) . La cola está etiquetada en esta imagen junto con una región de gas con un borde curvo, llamado «frente frío», que es más denso y frío que el gas que se está infiltrando. La cola y el frente frío se curvan en la misma dirección, creando una apariencia en espiral. Una imagen etiquetada separada muestra el campo de visión de datos de Chandra.

Los astrónomos descubrieron previamente que Abell 1775 contiene un enorme chorro y una fuente de radio, que también se ve en esta nueva imagen compuesta. Este chorro está impulsado por un agujero negro supermasivo en una gran galaxia elíptica en el centro del cúmulo. Nuevos datos de LOFAR y el radiotelescopio gigante de Metrewave (GMRT) en la India revelan que el chorro de radio tiene en realidad 2,6 millones de años luz de largo. Esto es casi el doble de lo que los astrónomos pensaban que era antes y lo convierte en uno de los más largos jamás observados en un cúmulo de galaxias. La estructura del chorro cambia abruptamente a medida que pasa a través del gas de menor densidad en la parte superior de la imagen, a través del borde del frente frío, lo que implica que la colisión lo ha afectado.

Según el nuevo estudio, los movimientos de gas dentro del cúmulo pueden ser responsables de otras estructuras detectadas por la observación de Abell 1775 en ondas de radio, como dos filamentos ubicados cerca del origen del chorro (uno de ellos está etiquetado). Los datos de LOFAR y Chandra también permitieron a los investigadores estudiar con gran detalle los fenómenos que contribuyen a la aceleración de los electrones tanto en el chorro de esta galaxia como en la emisión de radio cerca del centro del cúmulo más grande.

Existe una explicación alternativa para la apariencia del clúster. A medida que un grupo pequeño se acerca a uno más grande, el gas caliente denso en el grupo más grande será atraído por la gravedad. Después de que el grupo más pequeño pasa por el centro del otro grupo, la dirección de movimiento del gas del grupo se invierte y viaja de regreso al centro del grupo. El gas del racimo se mueve a través del centro nuevamente y se «balancea» hacia adelante y hacia atrás, similar al vino que salpica en un vaso que ha sido empujado hacia un lado. El gas disperso termina en un patrón en espiral porque la colisión entre los dos cúmulos se ha descentrado.

El equipo de Botteon favorece el escenario de la honda, pero un grupo separado de astrónomos liderado por Dan Hu de la Universidad Jiao Tong en Shanghai, China, favorece la explicación de chapoteo basada en datos de Chandra y XMM-Newton de la ESA. Tanto los escenarios de tirachinas como de chapoteos implican una colisión entre dos cúmulos de galaxias. Eventualmente, los dos cúmulos se fusionarán por completo para formar una galaxia única y más grande. grupo.

Se necesitan más observaciones y modelos de Abell 1775 para ayudar a decidir entre estos dos escenarios.

En la revista se publicó un artículo que describe los resultados del equipo de Botteon. Astronomía y Astrofísica y es Disponible. El trabajo separado sobre la teoría del chapoteo dirigido por Dan Hu ha sido aceptado para su publicación en The Diario astrofísico y también es Disponible.