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lunes, diciembre 5, 2022
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Chandra de la NASA encuentra colisión de cúmulos de galaxias en un ‘WHIM’

Los astrónomos que hacen un inventario del material en el universo local siguen quedando cortos. Un nuevo resultado del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA sobre un sistema de cúmulos de galaxias en colisión puede ayudar a explicar este déficit.

Aunque los científicos saben mucho sobre la composición del universo, ha habido un problema desconcertante que han luchado por explicar: hay una cantidad significativa de materia que aún no se ha tenido en cuenta.

Esta masa que falta no es la materia oscura invisible, que constituye la mayor parte de la materia del universo. Este es un rompecabezas aparte en el que aproximadamente un tercio de la materia «normal» que se creó en los primeros mil millones de años después del Big Bang aún no se ha detectado mediante observaciones del universo local, es decir, en regiones de menos de unos pocos mil millones de años luz de la Tierra. Esta materia está compuesta de hidrógeno, helio y otros elementos y forma objetos como estrellas, planetas y humanos.

Los científicos han propuesto que al menos parte de esta masa faltante podría estar escondida en hilos gigantes, o filamentos, de gas cálido a caliente (temperaturas de 10 000 a 10 000 000 kelvin) en el espacio entre galaxias y cúmulos de galaxias. Han llamado a esto el «medio intergaláctico cálido-caliente» o WHIM.

Un equipo de astrónomos que usa Chandra para observar un sistema de cúmulos de galaxias en colisión probablemente ha encontrado evidencia de que este WHIM reside en el espacio entre ellos.

«Ha resultado excepcionalmente difícil encontrar estos filamentos de materia perdida, y solo se conocen unos pocos ejemplos», dijo Arnab Sarkar, del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA) en Cambridge, Massachusetts, quien dirigió este estudio. «Estamos emocionados de que probablemente hayamos identificado a otro».

Los investigadores utilizaron Chandra para estudiar Abell 98, que contiene cúmulos de galaxias en colisión a unos 1.400 millones de años luz de la Tierra. Los datos de Chandra revelan un puente de emisión de rayos X entre dos de los cúmulos en colisión que contienen gas a una temperatura de unos 20 millones de kelvins y gas más frío con una temperatura de unos 10 millones de kelvins. Es probable que el gas más caliente en el puente se deba al gas en los dos grupos que se superponen entre sí. La temperatura y la densidad del gas más frío concuerdan con las predicciones para el gas más caliente y denso del WHIM.

Además, los datos de Chandra muestran la presencia de una onda de choque, que es similar al estampido sónico de un avión supersónico. Esta onda de choque es impulsada y ubicada delante de uno de los cúmulos de galaxias cuando comienza a chocar con otro cúmulo. Esta es la primera vez que los astrónomos encuentran una onda de choque de este tipo en las primeras etapas de la colisión de un cúmulo de galaxias, antes de que los centros del cúmulo pasen uno junto al otro.

«Creemos que esta onda de choque es un descubrimiento importante porque nuestros modelos han predicho que tales características deberían estar allí, pero no hemos visto ninguna hasta ahora», dijo el coautor Scott Randall, también de CfA. «Son una parte clave del proceso de colisión inicial que eventualmente conducirá a una fusión de los grupos».

Esta onda de choque puede estar directamente relacionada con el descubrimiento del WHIM en Abell 98 porque ha calentado el gas entre los cúmulos a medida que chocan. Esto puede haber elevado la temperatura del gas en el filamento WHIM, que se estima que contiene unos 400 mil millones de veces la masa del Sol, lo suficientemente alto como para ser detectado con los datos de Chandra.

Los cúmulos de galaxias, que contienen miles de galaxias, enormes cantidades de gas caliente y enormes depósitos de materia oscura, son las estructuras más grandes del universo que se mantienen unidas por la gravedad. Los científicos creen que pueden alcanzar su tamaño colosal al fusionarse entre sí durante millones o miles de millones de años.

«Cuando los cúmulos de galaxias chocan, tenemos la oportunidad de ver una física extrema que rara vez vemos en cualquier otro entorno cósmico», dijo Yuanyuan Su, coautor de la Universidad de Kentucky.

Un artículo que describe este resultado por Sarkar et al fue publicado en The Astrophysical Journal Letters.

Con información de Observatorio Chandra

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Skycr_editorhttps://hdavila.com/
Homer Dávila. Máster en geología. Miembro de la International Meteor Organization. Astronomía, radioastronomía, cosmología y ciencia planetaria.
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