Esta imagen representa un conjunto de datos profundo del cúmulo de galaxias Coma obtenido por el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA. Los investigadores han utilizado estos datos para estudiar cómo se comporta el gas caliente en el clúster, como se informa en nuestro comunicado de prensa . Un aspecto intrigante e importante para estudiar es cuánta viscosidad o "pegajosidad" demuestra el gas caliente en estos gigantes cósmicos.
Los cúmulos de galaxias se componen de galaxias individuales, gas caliente y materia oscura. El gas caliente en Coma brilla en rayos X observado por Chandra. Visto como los colores púrpura y rosa en esta nueva imagen compuesta, el gas caliente contiene aproximadamente seis veces más masa que todas las galaxias combinadas en el cúmulo. Las galaxias aparecen blancas en la parte óptica de la imagen compuesta del Sloan Digital Sky Survey. (La forma inusual de la emisión de rayos X en la parte inferior derecha se debe a que los bordes de los detectores Chandra son visibles).
A pesar de su abundancia, la densidad del gas multimillonario en Coma, que está impregnado por un campo magnético débil, es tan baja que las partículas no interactúan entre sí con mucha frecuencia. Un gas caliente de tan baja densidad no se puede estudiar en un laboratorio en la Tierra, por lo que los científicos deben confiar en laboratorios cósmicos como el que proporciona el gas intergaláctico en Coma.
Los investigadores utilizaron los datos de Chandra para comprobar si el gas caliente era uniforme en las escalas más pequeñas que pudieron detectar. Descubrieron que no lo es, lo que sugiere que la turbulencia está presente incluso en estas escalas relativamente pequeñas y la viscosidad es baja.
¿Por qué la viscosidad del gas caliente de Coma es tan baja? Una explicación es la presencia de irregularidades a pequeña escala en el campo magnético del cúmulo. Estas irregularidades pueden desviar partículas en el gas caliente, que está compuesto de partículas cargadas eléctricamente, principalmente electrones y protones. Estas deflexiones reducen la distancia que una partícula puede moverse libremente y, por extensión, la viscosidad del gas.
El conocimiento de la viscosidad del gas en un cúmulo de galaxias y la facilidad con que se desarrolla la turbulencia ayuda a los científicos a comprender los efectos de fenómenos importantes como colisiones y fusiones con otros cúmulos de galaxias y grupos de galaxias. La turbulencia generada por estos poderosos eventos puede actuar como una fuente de calor, evitando que el gas caliente en los cúmulos se enfríe para formar miles de millones de nuevas estrellas.
Un artículo que describe esta investigación apareció en la revista Nature astronomía el día 17 Junio º , 2019 y está disponible en línea. Los autores del artículo son Irina Zhuravleva (Universidad de Chicago), Eugene Churazov, (Instituto Max Planck de Astrofísica en Garching y el Instituto de Investigación Espacial de Moscú), Alexander Schekochihin (Universidad de Oxford), Steven Allen (Universidad de Stanford, SLAC) , Alexey Vikhlinin (Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian) y Norbert Werner (MTA-Eötvös University Lendulet, Masaryk University, Hiroshima University). El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico Smithsonian en Cambridge, Massachusetts, controla las operaciones científicas y de vuelo de Chandra.
Crédito de la imagen: rayos X: NASA / CXC / Univ. de Chicago, I. Zhuravleva et al, Óptica: SDSS
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