HST de HST de observación de SPT2106. Crédito:Kim et al., 2019.
Usando datos del Telescopio Espacial Hubble (HST), Los astrónomos han realizado un estudio detallado de alta resolución de un cúmulo de galaxias masivo conocido como SPT-CL J2106-5844. La investigación, presentado en un artículo publicado el 10 de octubre en arXiv.org, ofrece una determinación de masa precisa de SPT-CL J2106-5844, descubriendo que es el cúmulo de galaxias de alto corrimiento al rojo más masivo conocido hasta la fecha.
Los cúmulos de galaxias constan de hasta miles de galaxias unidas por gravedad. Son las estructuras unidas gravitacionalmente más grandes, y, por lo tanto, podría ser crucial para mejorar el conocimiento sobre la formación y evolución de estructuras a gran escala del universo.
Con un corrimiento al rojo de aproximadamente 1,13, SPT-CL J2106-5844 (SPT2106 para abreviar), es un cúmulo de galaxias de gran masa descubierto en 2011 como parte del estudio Sunyaev-Zel'dovich (SPT-SZ) del Telescopio del Polo Sur. Según observaciones anteriores, SPT2106 tiene una alta temperatura de rayos X de aproximadamente 11 keV, luminosidad a un nivel de aproximadamente 1,39 quattuordecillion erg / s, y una dispersión de velocidad de alrededor de 1, 230 km / s. Estos valores sugieren que el grupo podría ser extremadamente masivo.
Aunque se han realizado varias observaciones de SPT2106, los astrónomos aún no están seguros de su masa exacta. Algunos estudios indican que tiene una masa virial de 880 billones de masas solares, mientras que otros apuntan a una masa virial de casi 1, 300 billones de masas solares.
Para poner más restricciones en la masa de SPT2106, un equipo de astrónomos dirigido por Jinhyub Kim de la Universidad Yonsei en Seúl, Corea del Sur, ha realizado un detallado, estudio de alta resolución con lentes débiles de este cúmulo de galaxias mediante el análisis de datos de imágenes profundas del HST.
"En este papel, presentamos un análisis detallado de WL [lente débil] de SPT2106 utilizando datos de ACS [Cámara avanzada para encuestas] y Cámara de campo amplio 3 (WFC3). (...) A partir de los datos de imágenes profundas del HST, logramos una densidad de fuente de 169 arcmin −2 en el campo WFC3 / IR, lo que nos permite realizar una reconstrucción de masa de alta resolución y mejorar la precisión en la estimación de masa, "escribieron los astrónomos en el periódico.
El estudio encontró que la distribución de masa en SPT2106 es asimétrica. Analizando las imágenes, los científicos distinguieron un grupo de masa principal y un subgrupo ubicado a unos 2,1 millones de años luz al oeste del grupo principal. Las observaciones muestran que el grupo principal se divide en dos estructuras más pequeñas del noroeste y sureste separadas por unas 500, 000 años luz el uno del otro.
En particular, en lo que respecta a la ubicación de las dos subestructuras del subconjunto, la posición del pico de masa del noroeste coincide con la del pico de rayos X, coincidiendo con la posición del cúmulo de galaxias más brillante de SPT2106. Los datos sugieren que el pico sureste parece estar asociado con el pico de densidad numérica. Teniendo en cuenta dicha morfología y las propiedades de la emisión de rayos X en SPT2106, los astrónomos concluyeron que el cúmulo de galaxias podría ser un sistema de fusión.
La masa virial de SPT2106 se calculó en aproximadamente 1, 040 billones de masas solares. Los investigadores notaron que este valor está de acuerdo con estimaciones anteriores, sin embargo, es mucho más preciso, dado que la incertidumbre estadística es aproximadamente un 40 por ciento menor que el resultado anterior de lente débil. Por eso, los nuevos cálculos confirman que SPT2106 es el cúmulo de galaxias más masivo entre esos objetos con un corrimiento al rojo superior a 1.0.
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