Colosales colisiones vinculadas a la ciencia del sistema solar


Un nuevo estudio muestra una conexión profunda entre algunos de los eventos más grandes y energéticos del universo y otros mucho más pequeños y débiles impulsados por nuestro propio Sol.

Imagen compuesta de Abell 2146, los datos de rayos X de Chandra (púrpura) muestran gas caliente y los datos ópticos del Telescopio Subaru muestran galaxias (roja y blanca). Un grupo (etiquetado como n.° 2) se mueve hacia la parte inferior izquierda en la dirección que se muestra y atraviesa el otro grupo (n.° 1). El gas caliente en el primero está expulsando una onda de choque, como un estampido sónico generado por un chorro supersónico, mientras choca con el gas caliente en el otro grupo. Crédito: Chandra/Universidad de Nottingham

Los resultados provienen de una larga observación con el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA de Abell 2146, un par de cúmulos de galaxias en colisión ubicados a unos 2.800 millones de años luz de la Tierra. El nuevo estudio fue dirigido por Helen Russell de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Nottingham.

Los cúmulos de galaxias contienen cientos de galaxias y enormes cantidades de gas caliente y materia oscura y se encuentran entre las estructuras más grandes del universo. Las colisiones entre cúmulos de galaxias liberan enormes cantidades de energía como nunca antes se ha visto desde el Big Bang y proporcionan a los científicos laboratorios de física que no están disponibles aquí en la Tierra.

Abell 2146 (Etiquetado). Crédito: Rayos X: NASA/CXC/Univ. de Nottingham/H. Russell y col.; Óptica: NAOJ/Subaru

En la imagen compuesta de arriba de Abell 2146, los datos de rayos X de Chandra (púrpura) muestran gas caliente, y los datos ópticos del Telescopio Subaru muestran galaxias (roja y blanca). Un grupo (etiquetado como n.° 2) se mueve hacia la parte inferior izquierda en la dirección que se muestra y atraviesa el otro grupo (n.° 1). El gas caliente en el primero está expulsando una onda de choque, como un estampido sónico generado por un chorro supersónico, mientras choca con el gas caliente en el otro grupo.

La onda de choque tiene una longitud de aproximadamente 1,6 millones de años luz y se ve más fácilmente en una versión de la imagen de rayos X que ha sido procesada para enfatizar las características nítidas. También están etiquetados el núcleo central de gas caliente en el grupo n. ° 2 y la cola de gas que ha dejado atrás. Se ve una segunda onda de choque de tamaño similar detrás de la colisión. Este tipo de características, denominadas «shock aguas arriba», surgen de la compleja interacción del gas despojado del cúmulo que cae y el gas del cúmulo circundante. También se etiqueta la galaxia más brillante y masiva de cada cúmulo.

Las ondas de choque como las generadas por un chorro supersónico son choques de colisión, que implican colisiones directas entre partículas. En la atmósfera de la Tierra cerca del nivel del mar, las partículas de gas normalmente viajan solo alrededor de 4 millonésimas de pulgada antes de chocar con otra partícula.

Por el contrario, en los cúmulos de galaxias y en el viento solar (corrientes de partículas expulsadas del Sol), las colisiones directas entre partículas ocurren muy raramente como para producir ondas de choque porque el gas es muy difuso, con una densidad increíblemente baja. Por ejemplo, en los cúmulos de galaxias, las partículas normalmente deben viajar entre 30 000 y 50 000 años luz antes de colisionar. En cambio, los choques en estos entornos cósmicos son «sin colisiones», generados por interacciones entre partículas cargadas y campos magnéticos.

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