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.