Los astrónomos del MIT han descubierto vecindarios galácticos nuevos e inusuales que estudios anteriores pasaron por alto. Sus resultados, publicado hoy, sugieren que aproximadamente el 1 por ciento de los cúmulos de galaxias parecen atípicos y pueden ser fácilmente identificados erróneamente como una sola galaxia brillante. A medida que los investigadores lanzan nuevos telescopios de búsqueda de racimos, deben prestar atención a estos hallazgos o arriesgarse a tener una imagen incompleta del universo.

Los cúmulos de galaxias contienen de cientos a miles de galaxias unidas por gravedad. Se mueven a través de una sopa caliente de gas llamada medio intragrupo, que contiene más masa que todas las estrellas en todas las galaxias que contiene. Este gas caliente alimenta la formación de estrellas a medida que se enfría y emite radiación de rayos X que podemos observar con telescopios espaciales.

Esta brillante nube de gas crea un halo difuso de rayos X alrededor de los cúmulos de galaxias, haciéndolos destacar de fuentes puntuales más discretas de rayos X producidos por, por ejemplo, una estrella o un quásar. Sin embargo, algunos barrios galácticos rompen este molde, como aprendió el profesor asociado del MIT Michael McDonald hace nueve años.

En 2012, McDonald descubrió un grupo como ningún otro, que brillaba como una fuente puntual en los rayos X. Su galaxia central alberga un agujero negro voraz que consume materia y arroja rayos X tan brillantes que ahogan la radiación difusa del medio intracluster. En su esencia, el cúmulo forma estrellas a una velocidad aproximadamente 500 veces mayor que la mayoría de los otros cúmulos, dándole el brillo azul de una población de estrellas jóvenes en lugar del típico tono rojo de las estrellas envejecidas.

"Hemos estado buscando un sistema como este durante décadas, "McDonald dice sobre el clúster de Phoenix. Y, sin embargo, había sido observado y pasado años antes, se supone que es una sola galaxia en lugar de un cúmulo. "Había estado en el archivo durante décadas y nadie lo vio. Estaban mirando más allá porque no se veía bien".

Y entonces, McDonald se preguntó, qué otros grupos inusuales podrían estar al acecho en el archivo, esperando ser encontrado? Por lo tanto, nació la encuesta Clusters Hiding in Plain Sight (CHiPS).

Taweewat Somboonpanyakul, un estudiante de posgrado en el laboratorio de McDonald's, dedicó todo su Ph.D. a la encuesta CHiPS. Comenzó seleccionando posibles candidatos a agrupaciones a partir de décadas de observaciones de rayos X. Usó datos existentes de telescopios terrestres en Hawai y Nuevo México, y visitó los telescopios de Magallanes en Chile para tomar nuevas imágenes de las fuentes restantes, buscando galaxias vecinas que revelarían un cúmulo. En los casos más prometedores, hizo zoom con telescopios de mayor resolución, como el Observatorio de Rayos X Chandra con base en el espacio y el Telescopio Espacial Hubble.

Después de seis años, la encuesta CHiPS ha llegado a su fin. Hoy en El diario astrofísico , Somboonpanyakul publicó los resultados acumulados de la encuesta, que incluyen el descubrimiento de tres nuevos cúmulos de galaxias. Uno de estos grupos CHIPS1911 + 4455, es similar al cúmulo Phoenix de rápida formación estelar y fue descrito en un artículo en enero en Las cartas del diario astrofísico . Es un hallazgo emocionante, ya que los astrónomos conocen solo algunos otros cúmulos similares a Phoenix. Este grupo invita a un mayor estudio, sin embargo, ya que tiene una forma retorcida con dos brazos extendidos, mientras que todos los demás grupos que se enfrían rápidamente son circulares. Los investigadores creen que pudo haber chocado con un cúmulo de galaxias más pequeño. "Es súper único en comparación con todos los cúmulos de galaxias que conocemos ahora, "dice Somboonpanyakul.

En todo, la encuesta de CHiPS reveló que las encuestas de rayos X más antiguas pasaban por alto aproximadamente el 1 por ciento de los vecindarios galácticos porque se ven diferentes al típico cúmulo. Esto puede tener implicaciones importantes, ya que los astrónomos estudian los cúmulos de galaxias para aprender cómo se expande y evoluciona el universo. "Necesitamos encontrar todos los clústeres para hacer esas cosas bien, "Explica McDonald." El noventa y nueve por ciento de finalización no es suficiente si se quiere traspasar la frontera ".

A medida que los científicos descubren y estudian más de estos cúmulos de galaxias inusuales, pueden comprender mejor cómo encajan en el panorama cósmico más amplio. En este punto, no saben si una pequeña cantidad de clústeres siempre se encuentran en este extraño, Estado parecido a Phoenix, o si esta es quizás una fase típica que atraviesan todos los grupos durante un corto período de tiempo, aproximadamente 20 millones de años, un momento fugaz según los estándares del espacio-tiempo. Es difícil para los astrónomos notar la diferencia, ya que solo obtienen una instantánea de cada grupo casi congelado en el tiempo. Pero con más datos, pueden hacer mejores modelos de la física que gobierna estos vecindarios galácticos.

La conclusión de la encuesta CHiPS coincide con el lanzamiento de un nuevo telescopio de rayos X, eROSITA, que tiene como objetivo hacer crecer nuestro catálogo de clústeres de unos pocos cientos a decenas de miles. Pero a menos que cambien la forma en que buscan esos grupos, se perderán cientos que se desvíen de la norma. "Las personas que están construyendo las búsquedas de cúmulos para este nuevo telescopio de rayos X deben estar al tanto de este trabajo, "dice McDonald." Si se pierde el 1 por ciento de los clústeres, hay un límite fundamental para lo bien que se puede comprender el universo ".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.