Un equipo internacional de científicos descubrió una enorme ola de gas caliente que atraviesa el cúmulo de galaxias de Perseo. La ola es una versión gigante de lo que se llama una ola Kelvin-Helmholtz. Se crean cuando dos fluidos se cruzan a diferentes velocidades: por ejemplo, cuando el viento sopla sobre el agua.
En este caso, la ola fue causada por un pequeño cúmulo de galaxias que pastaba el cúmulo de Perseo y desencadenaba una cadena de eventos que duraban miles de millones de años. Los hallazgos aparecen en un artículo en la edición de junio de 2017 de la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
"La ola que hemos identificado está asociada con el sobrevuelo de un grupo más pequeño, lo que muestra que la actividad de fusión que produjo estas estructuras gigantes todavía está en curso". - Stephen Walker, Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.
"Perseo es uno de los grupos cercanos más masivos y el más brillante en rayos X, por lo que los datos de Chandra nos brindan detalles incomparables", dijo el científico principal Stephen Walker en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "La ola que hemos identificado está asociada con el sobrevuelo de un grupo más pequeño, lo que muestra que la actividad de fusión que produjo estas estructuras gigantes todavía está en curso".
El cúmulo de galaxias Perseus, también conocido como Abell 426, está a 240 millones de años luz de distancia y tiene unos 11 millones de años luz de diámetro. Es uno de los objetos más masivos que conocemos, y lleva el nombre de la constelación de Perseo, que aparece en la misma parte del cielo.
Los cúmulos de galaxias son los objetos gravitacionales más grandes del Universo. La mayor parte de la materia observable en los cúmulos de galaxias es gas. Pero el gas está muy caliente, decenas de millones de grados, lo que significa que emite rayos X.
Las observaciones de rayos X de Perseo han revelado varias características y estructuras en la estructura de gas del grupo. Algunas de ellas son características en forma de burbuja causadas por el agujero negro supermasivo (SMBH) en NGC 1275, la galaxia central del cúmulo de Perseo. Otra de estas características se conoce como "la bahía". La bahía es una característica cóncava que no pudo haber sido formada por el SMBH.
La bahía es un rompecabezas porque no produce emisiones, lo que se esperaría de algo formado por un SMBH. La bahía tampoco se ajusta a los modelos de cómo debería comportarse el gas en esta situación.
El científico principal detrás del estudio es Stephen Walker en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. Walker recurrió al Observatorio de rayos X Chandra para ayudar a resolver este rompecabezas. Las imágenes existentes de Chandra del grupo Perseus se filtraron para resaltar los bordes de las estructuras y hacer que los detalles sutiles sean más visibles.
Estas imágenes filtradas y procesadas se compararon luego con simulaciones por computadora de la fusión de cúmulos de galaxias. John ZuHone, astrofísico del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica, ha creado un catálogo en línea de estas simulaciones.
"Las fusiones de cúmulos de galaxias representan la última etapa de formación de estructuras en el cosmos". -John ZuHone, Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica.
“Las fusiones de cúmulos de galaxias representan la última etapa de formación de estructuras en el cosmos. Las simulaciones hidrodinámicas de grupos en fusión nos permiten producir características en el gas caliente y ajustar parámetros físicos, como el campo magnético. Entonces podemos intentar igualar las características detalladas de las estructuras que observamos en los rayos X ". -John ZuHone, Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica.
Una de las simulaciones coincidió con lo que los astrónomos estaban viendo en Perseo. En él, un gran grupo como Perseo se había establecido en dos regiones: una región de gas más fría de alrededor de 30 millones de grados Celsius, y una región de gas más caliente a casi 100 millones de grados Celsius. En este modelo, un grupo más pequeño que Perseo, pero aproximadamente mil veces más masivo que la Vía Láctea pasa cerca de Perseo, perdiendo su centro en aproximadamente 650,000 años luz.
Eso sucedió hace unos 2.500 millones de años, y desencadenó una cadena de eventos que aún se desarrolla.
La falla cercana causó una perturbación gravitacional que creó una espiral expansiva del gas más frío. Se formó una enorme ola de gas en el borde de la espiral de gas más frío, donde se cruza con el gas más caliente. Esta es la ola Kelvin-Helmholtz que se ve en las imágenes.
"Creemos que la característica de la bahía que vemos en Perseus es parte de una ola Kelvin-Helmholtz, quizás la más grande identificada hasta ahora, que se formó de la misma manera que muestra la simulación", dijo Walker. "También hemos identificado características similares en otros dos cúmulos de galaxias, Centaurus y Abell 1795".
El estudio proporcionó otro beneficio además de detectar una ola increíblemente enorme. Permitió al equipo medir las propiedades magnéticas del cúmulo de Perseo. Los investigadores descubrieron que la fuerza del campo magnético en el grupo afectaba el tamaño de la onda de gas. Si el campo es demasiado fuerte, las ondas no se forman en absoluto, y si el campo magnético es demasiado débil, entonces las ondas serían aún más grandes.
Según el equipo, no hay otra forma conocida de medir el campo magnético.
Fuente: Los científicos encuentran una ola gigante rodando a través del cúmulo de galaxias Perseus
