Una imagen en falso color de varias longitudes de onda del cúmulo de galaxias "Cepillo de dientes", 1RXS J0603.3 + 4214. La intensidad en rojo muestra la emisión de radio, el azul es rayos X, y la composición del color de fondo es la emisión óptica. Los astrónomos que estudian el cúmulo con nuevas observaciones de radio combinadas con otras longitudes de onda han podido confirmar el escenario de fusión de galaxias y estimar la fuerza del campo magnético en los choques. Crédito:van Weeren et al.
La mayoría de las galaxias se encuentran en cúmulos que contienen desde unos pocos hasta miles de objetos. Nuestra Vía Láctea, por ejemplo, pertenece a un cúmulo de unas cincuenta galaxias llamado Grupo Local cuyo otro miembro grande es la galaxia de Andrómeda, a unos 2,3 millones de años luz de distancia. Los cúmulos son los objetos ligados gravitacionalmente más masivos del universo y se forman (de acuerdo con las ideas actuales) de una manera "de abajo hacia arriba" con estructuras más pequeñas que se desarrollan primero y agrupaciones más grandes que se ensamblan más tarde en la historia cósmica. La materia oscura juega un papel importante en este proceso de crecimiento.
Exactamente como crecen sin embargo, parece depender de varios procesos físicos en competencia, incluido el comportamiento del gas intragrupo. Hay más masa en este gas que en todas las estrellas de las galaxias de un cúmulo, y el gas puede tener una temperatura de diez millones de kelvin o incluso más. Como resultado, el gas juega un papel importante en la evolución del cúmulo. El gas caliente intragrupo contiene partículas cargadas que se mueven rápidamente y que irradian fuertemente en longitudes de onda de radio, a veces revelando estructuras filamentosas largas.
El cúmulo de galaxias "Cepillo de dientes", 1RXS J0603.3 + 4214, alberga tres de estas estructuras de radio, así como un gran halo. La característica de radio más destacada se extiende a lo largo de más de seis millones de años luz, con tres componentes distintos que se asemejan al cepillo y el mango de un cepillo de dientes. El mango es particularmente enigmático porque, además de ser grande y muy recto, está descentrado del eje del grupo. Se cree que el halo es el resultado de la turbulencia producida por la fusión de galaxias, aunque se han sugerido algunas otras posibilidades.
Los astrónomos de CfA Reinout van Weeren, Bill Forman, Felipe Andrade-Santos, Ralph Kraft, y Christine Jones y sus colegas utilizaron la función Very Large Array (VLA) para observar las partículas relativistas en el cúmulo con precisión, imágenes de radio sensibles, que compararon con Chandra X-ray y otros conjuntos de datos. En la radio el cepillo de dientes tiene una cresta muy estrecha, creado por un gran impacto resultante de la fusión, y al menos treinta y dos fuentes compactas no detectadas previamente. Las morfologías de radio y rayos X del halo son muy similares y apoyan el escenario de fusión. Los astrónomos también pueden estimar la fuerza del campo magnético, y combinado con otros resultados, utilícelo para concluir que el escenario de fusión es el más adecuado.
