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Estudiando un choque galáctico

23 Junio.- Un equipo de científicos ha estudiado el cúmulo de galaxias Abell 2744, conocido como Grupo de Pandora. Se ha reconstruido la historia compleja y violenta de la agrupación con el uso de telescopios espaciales y en tierra, incluyendo el Telescopio Very Large de ESO y el Telescopio Espacial Hubble. Abell 2744 parece ser el resultado de un choque en cadena de al menos cuatro grupos de galaxias separadas y esta colisión compleja ha producido efectos extraños que nunca antes se ha visto.


Esta imagen combina una exposición en luz visible del cúmulo de galaxias Abell 2744 tomada por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA y el Very Large Telescope del Observatorio Europeo del Sur, con datos del Observatorio Chandra de rayos X de la NASA y una reconstrucción matemática de la ubicación de la oscuridad de la materia. Las galaxias en el cúmulo son la única parte que es visible en la parte óptica del espectro, en realidad sólo ofrecen un 5 por ciento de la masa del cúmulo. El gas caliente del cúmulo (que se muestra en color rosa es el 20 por ciento de la masa en el grupo) es visible a través de sus emisiones de rayos X, observado por Chandra de la NASA vía satélite. La superposición de color azul muestra un mapa de la masa en el cúmulo. Esto se reconstruye sobre la base de un análisis detallado de la forma en que la luz se dobla en el grupo de galaxias del fondo distante. La evidencia de esta curvatura de la luz se puede ver en el arco, así como en las distorsiones en algunas partes de esta imagen. Dado que la materia oscura compone la mayor parte de la masa en el cúmulo - alrededor del 75 por ciento - este color azul revela la ubicación de la materia oscura invisible. El análisis de estos datos ha permitido a los científicos observar algunos fenómenos extraños en Abell 2744, incluyendo un área de la materia oscura sin gas o galaxias, y un grupo de galaxias sin gas asociado. Los astrónomos creen que Abell 2744 está formado por el choque en cadena simultánea de al menos cuatro grupos distintos.
Cuando enormes cúmulos de galaxias chocan entre sí, el desorden resultante es un tesoro de información para los astrónomos. Mediante la investigación de uno de los grupos más complejos e inusuales que chocan en el cielo, un equipo internacional de astrónomos ha reconstruido la historia de un accidente cósmico que se llevó a cabo durante un período de 350 millones de años.

Julian Merten, uno de los principales científicos de este nuevo estudio de Abell 2744, explica: "Al igual que un investigador de accidentes intenta encontrar la causa de un accidente, podemos utilizar las observaciones de estos choques cósmicos para reconstruir los acontecimientos que sucedieron en un período de cientos de millones de años. Esto puede revelar cómo se forman estructuras en el Universo, y cómo los diferentes tipos de materia interactúan unas con otras cuando se estrellan ".




Foto del cúmulo de galaxias Abell 2744
Esta animación muestra cómo pudo haber ocurrido la fusión de galaxias que creó el cúmulo de galaxias Abell 2944, conocido como Grupo de Pandora. Las regiones rojas son nubes de gas muy caliente, detectadas por su emisión de rayos X. Las nubes azules son regiones ricas en materia oscura que sólo pueden ser descubiertas indirectamente por su influencia gravitatoria. Esta animación muestra cómo los diferentes componentes se comportaron durante un período de varios millones de años, hasta las posiciones se observan actualmente. Crédito: ESO / L. Calçada y J. Merten (Heidelberg / Bolonia)

"Lo apodaron Grupo de Pandora porque los fenómenos diferentes y tan extraños se desataron por la colisión. Algunos de estos fenómenos nunca se habían visto antes", añade Renato Dupke, otro miembro del equipo.

Abell 2744 ha sido estudiado en un detalle sin precedentes gracias a la combinación de datos del Telescopio Very Large de ESO (VLT), el telescopio japonés Subaru, el Telescopio de la NASA / ESA Hubble, y el Observatorio de Chandra de Rayos-X de la NASA.

Las galaxias en el cúmulo son claramente visibles en las imágenes del VLT y el Hubble. A pesar de que las galaxias brillantes representan menos del 5% de la masa el resto es gas (20%), que es tan caliente que sólo brilla en los rayos X, y la materia oscura (75%), que es completamente invisible. Para entender lo que estaba pasando en el choque el equipo necesitabatrazar las posiciones de los tres tipos de materia en Abell 2744.

La materia oscura es particularmente difícil de ver, ya que no emite, absorbe o refleja la luz (de ahí su nombre), pero sólo se hace evidente a través de su atracción gravitatoria. Para determinar la ubicación de esta misteriosa sustancia el equipo se hace servir de un fenómeno conocido como lente gravitacional. Esto es la curvatura de los rayos de luz de galaxias lejanas que pasan por los campos gravitatorios presentes en el cúmulo. El resultado es una serie de distorsiones reveladoras en las imágenes de las galaxias en el fondo de las observaciones del VLT y el Hubble. Mediante un cuidadoso trazado con la forma en que estas imágenes se distorsionan, es posible trazar con bastante precisión la masa oculta y por lo tanto, la materia oscura.

En comparación, la búsqueda de gas caliente del cúmulo es más simple, que el Observatorio Chandra de la NASA puede observar directamente. Estas observaciones no sólo son cruciales para localizar el origen del gas, sino también para mostrar los ángulos y las velocidades a los que los diferentes componentes del grupo se reunieron.

Cuando los astrónomos observaron los resultados se encontraron muchas características curiosas. "Abell 2744 parece haberse formado a partir de cuatro diferentes grupos involucrados en una serie de colisiones en un período de unos 350 millones de años. La distribución complicada y desigual de los distintos tipos de materia es extremadamente inusual y fascinante", dice Dan Coe, el otro autor principal del estudio.

Parece que la compleja colisión se ha separado hacia fuera con gas caliente y materia oscura de modo que ahora se encuentran separados unos de otros, y de las galaxias visibles. El Grupo Pandora combina varios fenómenos que sólo han sido visto por separado en otros sistemas.

Cerca del núcleo del cúmulo el gas de un grupo chocó con el de otro para crear una onda de choque. La materia oscura pasó a través de la colisión sin efecto.

En otra parte del grupo parece que hay galaxias y materia oscura, pero no de gas caliente. El gas puede haber sido despojado durante la colisión, dejando tras de sí nada más que un vago sendero.

Incluso hay más cosas curiosas en las partes externas del cúmulo. Una región contiene una gran cantidad de materia oscura, pero no las galaxias luminosas o el gas caliente. Un grupo separado fantasmal de gas ha sido expulsado, que viene de la materia oscura asociada. Esto puede ser desconcertante y dice a los astrónomos sobre cómo la materia oscura se comporta y cómo los diferentes ingredientes del universo interactúan unos con otros.

Los cúmulos de galaxias son las estructuras más grandes en el cosmos, que contienen literalmente miles de millones de estrellas. La forma en que se forman y se desarrollan a través de colisiones repetidas tiene profundas implicaciones para nuestra comprensión del Universo.


En el cúmulo Abell 2744 chocaron varias galaxias en un período de 350 millones de años.
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