Dos cúmulos de galaxias en el proceso de fusión crearon una capa de gas sorprendentemente caliente entre ellos que los astrónomos de la Universidad de Colorado Boulder creen que se debe a la turbulencia causada por chocar entre sí a velocidades supersónicas.

Los dos grupos, que se unen para crear el cúmulo de galaxias más grande Abell 115, se encuentran a unos 2.400 millones de años luz de distancia. El área turbulenta de gas caliente intercalada entre los dos grupos, que el profesor Jack Burns de CU Boulder comparó con una estela detrás de una lancha, es de unos 300 millones de grados F. Eso es aproximadamente tres veces más caliente que los dos núcleos de racimo más pequeños y 10 veces más caliente que el núcleo del sol, dijo Burns, autor principal del estudio.

"No esperábamos ver un gas tan caliente entre los componentes del clúster, ", dijo Burns." Creemos que la turbulencia es como una cuchara grande que agita gases, convertir la energía del movimiento de los grupos fusionados en energía térmica. Es una manifestación de ellos golpeando juntos como dos ollas gigantes, algo que realmente no hemos visto antes ".

Burns presentó los nuevos hallazgos en una conferencia de prensa el martes, 6 de junio en la 230a Reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense que se celebra en Austin, Texas, 4-8 de junio.

Los dos cúmulos de galaxias que se fusionan constan individualmente de cientos de galaxias, cada uno tan grande o más grande que nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, dijo Burns del Centro de Astrofísica y Astronomía Espacial de CU Boulder. Cúmulos de galaxias individuales, que puede incluir miles de galaxias, son los objetos ligados gravitacionalmente más grandes del universo.

"Enérgicamente hablando, Los eventos de fusión de cúmulos de galaxias son los mayores golpes en el universo desde el Big Bang, ", dijo Burns." Estos son enormes, sistemas muy dinámicos que continúan evolucionando hasta el día de hoy ".

Las observaciones del equipo de CU Boulder se realizaron utilizando datos del Observatorio de rayos X Chandra en órbita de la NASA y el Very Large Array de Karl G. Jansky. una instalación de radioastronomía cerca de Socorro, Nuevo Mexico, operado por el Observatorio Nacional de Radioastronomía y financiado por la Fundación Nacional de Ciencias.

Las simulaciones por computadora del equipo muestran regiones de gas relativamente frío cerca de los núcleos de cada grupo que se fusiona, lo que indica que los dos objetos se han encontrado antes, tal vez dando vueltas unas cuantas veces y despojándose de gas antes de fusionarse.

Los coautores del estudio, todo de CASA, incluyen al investigador asociado Eric Hallman, estudiante de doctorado Brian Alden, El becario postdoctoral senior de la NASA David Rapetti y el colaborador senior Abhirup Datta. El nuevo estudio fue financiado por el Programa de Análisis de Datos Astrofísicos de la NASA.

Para analizar las temperaturas dentro de Abell 115 y otros clústeres fusionados similares, Burns y su equipo desarrollaron software para producir mapas de temperatura de alto contraste de todas las regiones del cúmulo en las porciones de rayos X y radio del espectro electromagnético. La nueva tubería de datos utiliza la supercomputadora del Centro de Investigación Ames de la NASA para calcular 10, 000 a 100, 000 espectros en cada grupo, dijo Burns.

El equipo continúa investigando las emisiones de radio que se extienden mucho más allá de Abell 115 en el medio intergaláctico, incluida su relación con el gas de rayos X caliente.

"Estas emisiones de radio son causadas por electrones en el campo magnético del cúmulo de galaxias que viajan a una velocidad cercana a la de la luz, "dijo Burns." Claramente algo ha energizado los electrones, que creemos que está relacionado con el proceso de golpe de clúster ".

Como parte del proyecto, el equipo de CU Boulder está estudiando una muestra de otros 50 cúmulos de galaxias para compararlos, dijo Burns.

¿Qué sigue para Abell 115? "Nuestras simulaciones por computadora muestran que estas fusiones de clústeres pueden ser realmente complicadas en términos del proceso de acumulación, dependiendo del estado en el que los atrapemos, ", dijo Burns." Creemos que Abell 115 eventualmente se 'relajará' y se condensará centralmente, lo cual es relativamente aburrido en comparación con lo que estamos viendo ahora ".

Los cúmulos de galaxias se forman en lo que se conoce como la red cósmica del universo, dijo Burns. La red cósmica consta de largos, estrechos filamentos de galaxias y gas intergaláctico separados por enormes vacíos. Los astrónomos creen que los filamentos individuales de la red cósmica pueden extenderse durante cientos de millones de años luz, una longitud asombrosa considerando un solo año luz es de aproximadamente 5,9 billones de millas.