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    Chandra y ALMA miden la velocidad del chapoteo del gas en un cúmulo de galaxias

    Crédito:Instituto de Astrofísica y Astronomía

    Casi todos los cúmulos de galaxias experimentan fusiones. Mientras se lleva a cabo una fusión, a menudo se puede observar un patrón en espiral específico en las imágenes de rayos X. Esta característica en espiral se debe al movimiento del gas que se derrama inducido por una fusión. Observar un fenómeno similar al chapoteo del gas en la vida diaria es fácil:cuando haces girar una copa de vino que contiene líquido, verás como el agua gira junto con el vaso. Descubrir qué tan rápido se mueve el gas chapoteando en los cúmulos de galaxias tiene un profundo significado astronómico y, por lo tanto, es de gran interés para los astrónomos. Un grupo de investigadores de Taiwán y Japón lo ha medido utilizando una técnica novedosa.

    El investigador principal del estudio, Dr. Shutaro Ueda del Instituto Academia Sínica de Astronomía y Astrofísica (ASIAA), dice, "Las fusiones son el factor más importante en la evolución de los cúmulos de galaxias. Por lo tanto, medir la velocidad del gas en movimiento es crucial para comprender no solo el origen del movimiento, sino también la evolución de los cúmulos de galaxias. Pero nuestro conocimiento sobre la velocidad del gas en movimiento es muy limitado debido a la dificultad de medición. Hasta ahora, sólo se informan unos pocos resultados. Gracias a las imágenes de ALMA y de rayos X de Chandra de alta calidad, logramos desarrollar una técnica novedosa para resolver el rompecabezas combinando ambas imágenes y calculando las perturbaciones menores del gas en un cúmulo de galaxias distantes ".

    Medir el gas en movimiento siempre ha sido importante para los astrónomos porque el movimiento no solo es un aspecto básico en la física, sino también una característica importante de los objetos astronómicos. El movimiento de los objetos astronómicos puede decirnos directamente qué ha sucedido en los sistemas. Por lo tanto, medir el movimiento es un paso importante hacia los orígenes, mecanismos dominantes, y la naturaleza del objeto astronómico.

    La película muestra lo que sucedió en el cúmulo de galaxias RXJ 1347.5-1145. es decir., antes y después de aplicar la nueva técnica al brillo de la superficie de rayos X de este cúmulo. Crédito:Chandra / Ueda et.al

    En el caso de los cúmulos de galaxias, se encuentran muchos tipos de características que indican el movimiento del medio intragrupo. Se considera que están asociados con la evolución de los cúmulos de galaxias. Está, sin embargo, Es difícil medir el movimiento del medio intra-cúmulo en cúmulos de galaxias debido a la resolución de energía de las cámaras CCD de rayos X. Por tanto, el conocimiento del campo de velocidades se limitó a unas pocas muestras de entre cientos de cúmulos de galaxias, a pesar de que se han realizado varias observaciones en las últimas dos décadas.

    Además, las mediciones se limitaron a la velocidad de la línea de visión del medio intragrupo, porque solo el efecto Doppler en las líneas de emisión de hierro altamente ionizado puede usarse para medir la velocidad en rayos X. Recientemente, Se ha propuesto un nuevo método para medir el campo de velocidad centrándose en la perturbación en las imágenes de rayos X, pero el estudio basado en este método es limitado hasta ahora. Por lo tanto, medir el movimiento del medio intra-clúster sigue siendo uno de los temas más candentes, y su velocidad es una de las cantidades físicas más importantes para comprender la naturaleza de los cúmulos de galaxias.

    Los autores de este artículo decidieron medir la velocidad en un cúmulo de galaxias de rayos X luminoso RX J1347.5-1145 por Chandra y ALMA. El Dr. Ueda agregó:"Por supuesto, necesitamos utilizar el Observatorio de rayos X Chandra y ALMA, porque solo estos dos nos proporcionan la alta resolución angular que requiere la observación de cúmulos de galaxias distantes. Los objetos son tan pequeños en el cielo ".

    El segundo autor de este artículo, Prof. Tetsu Kitayama en la Universidad de Toho, dice, "Estimamos la velocidad del gas en un cúmulo de galaxias distantes combinando la observación de rayos X y los datos del efecto Sunyaev-Zel'dovich (SZE), y resolviendo la ecuación de estado. En el final, obtuvimos evidencia observacional directa de la naturaleza subsónica del movimiento de chapoteo en un cúmulo de galaxias a 4.800 millones de años de la Tierra. Esto significa que el movimiento de chapoteo es bastante suave y casi en equilibrio de presión. Esperamos que tales mediciones sean posibles para una gran cantidad de cúmulos de galaxias una vez que los nuevos receptores ALMA Band 1, ahora en construcción bajo el liderazgo de ASIAA, se completan ".

    Dr. Keiichi Umetsu, un conocido cosmólogo e investigador asociado de ASIAA, dice, "Comprender el estado físico de los cúmulos de galaxias y su nivel de equilibrio es esencial no solo para la física de los cúmulos de galaxias, sino también para estudios de cosmología, ya que son los objetos más masivos que se han formado en el universo. Este estudio ofrece una nueva ventana al campo de velocidad del gas en los cúmulos de galaxias. De aquí en adelante, la novedosa técnica desarrollada por el equipo puede agregar una nueva dimensión de observable para que los astrónomos exploren la naturaleza y evolución de los cúmulos de galaxias ".

    La película muestra lo que sucedió en el cúmulo de galaxias RXJ 1347.5-1145, es decir., antes y después de aplicar la técnica novedosa a los datos del efecto Sunyaev-Zel'dovich. Crédito:ALMA / Ueda et.al



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