Los astrónomos que utilizan datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y otros telescopios han elaborado un mapa detallado de una colisión rara entre cuatro cúmulos de galaxias. Finalmente, los cuatro grupos, cada uno con una masa de al menos varios cientos de billones de veces la del Sol, se fusionarán para formar uno de los objetos más masivos del universo.
Los cúmulos de galaxias son las estructuras más grandes del cosmos que se mantienen unidas por la gravedad. Los cúmulos consisten en cientos o incluso miles de galaxias incrustadas en gas caliente y contienen una cantidad aún mayor de materia oscura invisible. A veces, dos cúmulos de galaxias chocan, como en el caso del cúmulo Bullet, y ocasionalmente más de dos chocan al mismo tiempo.
Las nuevas observaciones muestran una megaestructura que se ensambla en un sistema llamado Abell 1758, ubicado a unos 3 mil millones de años luz de la Tierra. Contiene dos pares de cúmulos de galaxias en colisión que se dirigen uno hacia el otro. Los científicos reconocieron por primera vez a Abell 1758 como un sistema de cúmulos de galaxias cuádruples en 2004 utilizando datos de Chandra y XMM-Newton, un satélite operado por la Agencia Espacial Europea (ESA).
Cada par del sistema contiene dos cúmulos de galaxias que están en camino de fusionarse. En el par del norte (arriba) que se ve en la imagen compuesta, los centros de cada cúmulo ya se han cruzado una vez, hace unos 300 a 400 millones de años, y eventualmente volverán a girar. El par del sur en la parte inferior de la imagen tiene dos grupos que están cerca de acercarse por primera vez.
Los rayos X de Chandra se muestran en azul y blanco, lo que representa una emisión difusa más tenue y más brillante, respectivamente. Esta nueva imagen compuesta también incluye una imagen óptica del Sloan Digital Sky Survey. Los datos de Chandra revelaron por primera vez una onda de choque, similar al boom sónico de un avión supersónico, en gas caliente visible con Chandra en la colisión del par del norte. A partir de esta onda de choque, los investigadores estiman que dos grupos se mueven entre 2 millones y 3 millones de millas por hora (3 millones a 5 millones de kilómetros por hora), entre sí.
Los datos de Chandra también proporcionan información sobre cómo los elementos más pesados que el helio, los "elementos pesados", en los cúmulos de galaxias se mezclan y redistribuyen después de que los cúmulos chocan y se fusionan. Debido a que este proceso depende de cuánto haya progresado una fusión, Abell 1758 ofrece un estudio de caso valioso, ya que los pares de agrupaciones del norte y del sur se encuentran en diferentes etapas de fusión.
En el par sur, los elementos pesados son más abundantes en los centros de los dos grupos en colisión, lo que demuestra que la ubicación original de los elementos no se ha visto fuertemente afectada por la colisión en curso. Por el contrario, en el par del norte, donde la colisión y la fusión han progresado aún más, la ubicación de los elementos pesados se ha visto fuertemente influenciada por la colisión. Las abundancias más altas se encuentran entre los dos centros de los grupos y en el lado izquierdo del par de grupos, mientras que las abundancias más bajas se encuentran en el centro del grupo en el lado izquierdo de la imagen.
Las colisiones entre cúmulos afectan a las galaxias que las componen, así como al gas caliente que las rodea. Los datos del telescopio MMT de 6,5 metros en Arizona, obtenidos como parte del Arizona Cluster Redshift Survey, muestran que algunas galaxias se mueven mucho más rápido que otras, probablemente porque han sido expulsadas de las otras galaxias en su cúmulo por las fuerzas gravitacionales impartidas. por la colisión.
El equipo también utilizó datos de radio del radiotelescopio Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) y datos de rayos X de la misión XMM-Newton de la ESA.
Un artículo que describe estos últimos resultados de Gerrit Schellenberger, Larry David, Ewan O'Sullivan, Jan Vrtilek (todos de Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian) y Christopher Haines (Universidad de Atacama, Chile) fue publicado en la edición de septiembre 1 st , 2019 edición de The Astrophysical Journal, y está disponible en línea .
El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de Rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla las operaciones científicas y de vuelo desde Cambridge, Massachusetts.
Crédito de la imagen: Rayos X: NASA / CXC / SAO / G.Schellenberger et al .; Óptico: SDSS
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