Un equipo internacional de astrónomos ha observado una fusión de galaxias cercana, conocida como CIZA J0107.7+5408, utilizando el Very Large Array (VLA). Los resultados de la campaña de observación, presentados el 20 de diciembre en el servidor de preimpresión arXiv, podrían ayudarnos a entender mejor los procesos de fusión que tienen lugar entre los cúmulos de galaxias.
Los cúmulos de galaxias contienen hasta miles de galaxias unidas entre sí por la gravedad. Generalmente se forman como resultado de fusiones y crecen mediante la acreción de subcúmulos. Estos procesos brindan una excelente oportunidad para estudiar la materia en condiciones que no se pueden explorar en los laboratorios de la Tierra. En particular, la fusión de cúmulos de galaxias podría ayudarnos a entender mejor la física de los frentes de choque y fríos observados en el medio difuso intracúmulo, la aceleración de los rayos cósmicos en los cúmulos y las propiedades de autointeracción de la materia oscura.
Con un desplazamiento al rojo de aproximadamente 0,1, CIZA J0107.7+5408, o CIZA0107 para abreviar, es una fusión de cúmulos binarios disociativos, cercana, posterior al paso del núcleo. Es un sistema grande, perturbado y con masas aproximadamente iguales, que consta de dos subcúmulos, que albergan dos picos de densidad óptica, con picos de emisión de rayos X asociados pero desfasados.
Un grupo de astrónomos dirigido por Emma Schwartzmann del Laboratorio de Investigación Naval de los EE. UU. en Washington, D.C., exploró CIZA0107 con VLA, con el fin de arrojar más luz sobre sus propiedades.
«Presentamos nuevas observaciones de CIZA0107 con el Very Large Array de 240–470 MHz y 2,0–4,0 GHz. Obtenemos imágenes de la emisión difusa a alta resolución, restringimos su espectro integrado y mapeamos la distribución del índice espectral», escribieron los investigadores en el artículo.
Las nuevas observaciones con VLA confirmaron el estado dinámico complejo de CIZA0107. Las imágenes muestran un sistema de fusión dramáticamente perturbado con un eje de fusión a lo largo de la dirección noreste-suroeste.
Las observaciones a 340 MHz y 3,0 GHz muestran una emisión de radio difusa en una escala de aproximadamente 1,6 millones de años luz en cada uno de los dos subcúmulos de CIZA0107. A 340 MHz, los astrónomos también detectaron emisión de dos regiones de espectro ultra pronunciado ubicadas al noroeste y sureste del pico de emisión de radio difusa en el subcúmulo suroccidental.
Además, el estudio encontró que los dos subcúmulos tienen un índice espectral similar de aproximadamente -1,3. Para las regiones de espectro ultra pronunciado, los investigadores midieron pendientes espectrales más pronunciadas entre 74 MHz y 340 MHz de aproximadamente -2,2 y -2,9 para las regiones noroeste y sureste, respectivamente.
Las observaciones también encontraron que la emisión difusa asociada con el subcúmulo suroccidental muestra un borde de radio agudo a 340 MHz. Sin embargo, a 3,0 GHz la emisión difusa no muestra ninguna característica en la ubicación del borde de radio de 340 MHz y el frente de choque de rayos X, y de hecho se extiende más allá del choque.
Resumiendo los resultados, los autores del artículo subrayaron que las propiedades de la emisión en CIZA0107 sugieren que el sistema puede albergar una estructura de doble halo, o la emisión puede tener su origen en dos reliquias proyectadas en las regiones centrales del cúmulo.
Con información de arXiv
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