Doblando el puente entre dos cúmulos de galaxias.


Crédito de la imagen: rayos X: NASA/ CXC/ SAO/ V.Parekh, et al. & ESA /XMM; Radio: NCRA/ GMRT.

Hace varios cientos de millones de años, dos cúmulos de galaxias colisionaron y luego se cruzaron. Este poderoso evento liberó una avalancha de gas caliente de cada grupo de galaxias que formó un puente inusual entre los dos objetos. Este puente ahora está siendo golpeado por partículas expulsadas de un agujero negro supermasivo.

Los cúmulos de galaxias son los objetos más grandes del Universo unidos por la gravedad. Contienen cientos o miles de galaxias, grandes cantidades de gas de varios millones de grados que brillan en rayos X y enormes depósitos de materia oscura invisible.

El sistema conocido como Abell 2384 muestra las estructuras gigantes que pueden resultar cuando dos cúmulos de galaxias chocan. Se muestra un puente de gas sobrecalentado en Abell 2384 en esta imagen compuesta de rayos X del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el XMM-Newton de la ESA (azul), así como el radiotelescopio gigante de Metrewave en India (rojo). Esta nueva vista de múltiples longitudes de onda revela los efectos de un jet que se dispara desde un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia en uno de los cúmulos. El chorro es tan poderoso que está doblando la forma del puente de gas, que se extiende por más de 3 millones de años luz y tiene una masa de aproximadamente 6 mil millones de soles.


Imagen compuesta etiquetada de Abell 2384.
Créditos: rayos X: NASA / CXC / SAO / V.Parekh, et al. & ESA / XMM; Radio: NCRA / GMRT.

Una versión etiquetada de la imagen traza la forma del puente, marca la posición del agujero negro supermasivo y muestra dónde el chorro empuja el gas caliente lateralmente en el puente en el punto de colisión. En este último lugar, los astrónomos encontraron evidencia de un frente de choque, similar a una explosión sónica de un avión supersónico, que puede mantener el gas caliente y evitar que se enfríe para formar nuevas estrellas.

La emisión de radio se extiende alrededor de 1,2 millones de años luz desde el agujero negro hacia el norte y alrededor de 1,7 millones de años luz hacia el sur. La emisión de radio del norte también es más débil que la emisión del sur. Estas diferencias podrían explicarse por la disminución de la emisión de radio al norte por el impacto del chorro con el gas caliente en el puente.

Chandra a menudo ha observado cavidades en el gas caliente creadas por chorros en los centros de los cúmulos de galaxias, como el cúmulo Perseus, MS 0735 y el cúmulo Ophiuchus. Sin embargo, Abell 2384 ofrece un caso raro de tal interacción que ocurre en la región externa de un grupo. También es inusual que el agujero negro supermasivo que conduce el jet no se encuentre en la galaxia más grande ubicada en el centro del cúmulo.

Los astrónomos consideran que objetos como Abell 2384 son importantes para comprender el crecimiento de los cúmulos de galaxias. Basado en simulaciones por ordenador, se ha demostrado que después de una colisión entre dos cúmulos de galaxias, oscilan como un péndulo y se cruzan varias veces antes de fusionarse para formar un cúmulo más grande. En base a estas simulaciones, los astrónomos piensan que los dos grupos en Abell 2384 eventualmente se fusionarán.

Abell 2384 se encuentra a 1.200 millones de años luz de la Tierra. Según el trabajo anterior, los científicos estiman que la masa total de Abell 2384 es 260 mil millones de veces la masa del Sol. Esto incluye la materia oscura, el gas caliente y las galaxias individuales.

Un artículo que describe este trabajo fue publicado en la edición de enero de 2020 de los Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society, y está disponible en línea. Los autores son Viral Parekh (Observatorio de Radioastronomía de Sudáfrica y la Universidad de Rhodes, Sudáfrica); Tatiana Lagana (Universidade Cruzeiro do Sul / Universidade Cidade de São Paulo, Brasil); Kshitij Thorat (Universidad de Pretoria, Pretoria); Kurt van der Heyden (Universidad de Ciudad del Cabo, Sudáfrica); Asif Iqbal Ahanger (Instituto de Investigación Raman, India); y Florence Durret (Institut d’Astrophysique de Paris y Sorbonne Université, Francia).

El Marshall Space Flight Center 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 y Burlington, Massachusetts.