Crédito de imagen: ESO
Los cúmulos de galaxias son bloques de construcción muy grandes del Universo. Estas estructuras gigantescas contienen de cientos a miles de galaxias y, menos visibles pero igualmente interesantes, una cantidad adicional de "materia oscura" cuyo origen aún desafía a los astrónomos, con una masa total de miles de millones de millones de veces la masa de nuestro Sol. El cúmulo de Coma comparativamente cercano, por ejemplo, contiene miles de galaxias y mide más de 20 millones de años luz de diámetro. Otro ejemplo bien conocido es el cúmulo de Virgo a una distancia de aproximadamente 50 millones de años luz, ¡y todavía se extiende sobre un ángulo de más de 10 grados en el cielo!
Los cúmulos de galaxias se forman en las regiones más densas del Universo. Como tal, trazan perfectamente la columna vertebral de las estructuras a gran escala en el Universo, de la misma manera que los faros trazan una costa. Por lo tanto, los estudios de los cúmulos de galaxias nos hablan de la estructura del enorme espacio en el que vivimos.
La encuesta REFLEX
Siguiendo esta idea, un equipo europeo de astrónomos, bajo el liderazgo de Hans Büringer (MPE, Garching, Alemania), Luigi Guzzo (INAF, Milano, Italia), Chris A. Collins (JMU, Liverpool) y Peter Schuecker ( MPE, Garching) se ha embarcado en un estudio de una década de estas gigantescas estructuras, tratando de localizar el más masivo de los cúmulos de galaxias.
Dado que aproximadamente una quinta parte de la masa ópticamente invisible de un cúmulo tiene la forma de un gas difuso muy caliente con una temperatura del orden de varias decenas de millones de grados, los cúmulos de galaxias producen una potente emisión de rayos X. Por lo tanto, se descubren mejor por medio de satélites de rayos X.
Para este estudio fundamental, los astrónomos comenzaron seleccionando objetos candidatos utilizando datos del Atlas de rayos X del cielo compilados por la misión de reconocimiento satelital alemana ROSAT. Este fue solo el comienzo, luego siguió una gran cantidad de trabajo tedioso: hacer la identificación final de estos objetos en luz visible y medir la distancia (es decir, desplazamiento al rojo) de los candidatos del grupo.
La determinación del desplazamiento al rojo se realizó mediante observaciones con varios telescopios en el Observatorio ESO La Silla en Chile, de 1992 a 1999. Los objetos más brillantes se observaron con los telescopios ESO 1.5-my ESO / MPG 2.2-m, mientras que Para los objetos más distantes y más débiles, se utilizó el telescopio ESO de 3,6 m.
Realizado en estos telescopios, el programa de 12 años de duración es conocido por los astrónomos como el Estudio de Clúster REFLEX (ROSAT-ESO Flux Limited X-ray). Ahora se ha concluido con la publicación de un catálogo único con las características de los 447 cúmulos de galaxias de rayos X más brillantes en el cielo del sur. Entre estos, más de la mitad de los grupos fueron descubiertos durante esta encuesta.
Restringiendo el contenido de materia oscura
Los cúmulos de galaxias están lejos de estar distribuidos uniformemente en el Universo. En cambio, tienden a conglomerarse en estructuras aún más grandes, "super agrupaciones". Por lo tanto, a partir de estrellas que se reúnen en galaxias, galaxias que se congregan en cúmulos y cúmulos que se unen en súper cúmulos, el Universo muestra una estructuración en todas las escalas, desde las más pequeñas hasta las más grandes. Este es un relicto de la época muy temprana (formación) del Universo, el llamado período "inflacionario". En ese momento, solo una fracción minúscula de un segundo después del Big Bang, las pequeñas fluctuaciones de densidad se amplificaron y durante los eones, dieron a luz a estructuras mucho más grandes.
Debido al vínculo entre las primeras fluctuaciones y las estructuras gigantes ahora observadas, el exclusivo catálogo REFLEX, el más grande de su tipo, permite a los astrónomos imponer restricciones considerables al contenido del Universo, y en particular a la cantidad de materia oscura que se encuentra. se cree que lo impregna. Curiosamente, estas restricciones son totalmente independientes de todos los demás métodos utilizados hasta ahora para afirmar la existencia de materia oscura, como el estudio de supernovas muy distantes (véase, por ejemplo, ESO PR 21/98) o el análisis del fondo de microondas cósmico (por ejemplo, el satélite WMAP). De hecho, el nuevo estudio REFLEX es muy complementario a los métodos mencionados anteriormente.
El equipo REFLEX concluye que la densidad media del Universo está en el rango de 0.27 a 0.43 veces la "densidad crítica", proporcionando la restricción más fuerte sobre este valor hasta ahora. Cuando se combina con el último estudio de supernovas, el resultado REFLEX implica que, cualquiera que sea la naturaleza de la energía oscura, imita de cerca un Universo con la constante cosmológica de Einstein.
Un rompecabezas gigante
El catálogo REFLEX también servirá para muchos otros propósitos útiles. Con él, los astrónomos podrán comprender mejor los procesos detallados que contribuyen al calentamiento del gas en estos grupos. También será posible estudiar el efecto del entorno del cúmulo en cada galaxia individual. Además, el catálogo es un buen punto de partida para buscar lentes gravitacionales gigantes, en las que un grupo actúa como una lente de aumento gigante, lo que permite efectivamente observaciones de los objetos más lejanos y remotos que de otra manera escaparían de la detección con los telescopios actuales.
Pero, como dice Hans B? Hringer: “Quizás la ventaja más importante de este catálogo es que las propiedades de cada grupo individual se pueden comparar con la muestra completa. Este es el objetivo principal de las encuestas: ensamblar las piezas de un rompecabezas gigantesco para construir una vista más amplia, donde cada pieza gana un significado nuevo y más completo ".
Fuente original: Comunicado de prensa de ESO
