"Bancos de arena" entre islas de galaxias

Los astrónomos han captado una vista de una inusual galaxia que ha aportado nuevos detalles sobre un “banco de arena” celeste que conecta dos enormes islas de galaxias. La investigación se realizó, en parte, con el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA

Se sabe que estos «bancos de arena», o filamentos, abarcan vastas distancias entre los cúmulos de galaxias y forman una estructura reticular que se conoce como la red cósmica. Si bien son inmensos, estos filamentos son difíciles de estudiar y ver en detalle. Hace dos años, los «ojos» infrarrojos del Spitzer revelaron que existía un filamento intergaláctico de éstos, conteniendo galaxias con formación de estrellas, entre los cúmulos de galaxias conocidos como Abell 1763 y Abell 1770.

Los investigadores tieien la esperanza de que otras galaxias con extraños perfiles curvos podría servir de orientación para estudiar las hebras tenues, que a su vez significa regiones maduras para formar estrellas.

Ahora estas observaciones han sido reforzadas por el descubrimiento, dentro de este mismo filamento, de una galaxia que tiene forma de boomerang y una inusual emisión luminosa. El gas caliente barre la forma de la galaxia errante a su paso por el filamento, lo que aporta una nueva forma de medir la densidad de partículas del filamento. Los investigadores esperan que otras galaxias con perfiles curvados de manera extraña sirvan de orientación con los hilos tenues, que significan, al mismo tiempo, regiones maduras para formar estrellas.

«Estos filamentos son parte integral de la evolución de los cúmulos de galaxias —que están entre los mayores objetos gravitacionales del universo— y también en la creación de una nueva generación de estrellas», dijo Louise Edwards, investigadora de posdoctorado en el Instituto Tecnológico de California (Caltech) en Pasadena, y autora principal de un estudio que detalla los hallazgos y que se publicará en la edición del 1 de diciembre de la revista Astrophysical Journal Letters. Sus colaboradores son Dario Fadda, también de Caltech, y Dave Frayer del Observatorio de Radio Astronomía de la Fundación Nacional de Ciencia en Charlottesville, Virginia.

Sopla el viento cósmico

Los astrónomos observaron esta curvada galaxia ubicada a aproximadamente 11 millones de años luz del centro del cúmulo de galaxias Abell 1763 durante observaciones de seguimiento con el Observatorio WIYN cerca de Tucson, Arizona, y observaciones de ondas de ondas de radio con el VLA cerca de Socorro, Nuevo México. El Observatorio WIYN lleva el nombre del consorcio que es su dueño y lo gestiona, que incluye a las Universidades de Wisconsin, Indiana y Yale, y los Observatorios Nacionales de Astronomía Óptica de EEUU.

La galaxia tiene una inusual proporción de radio a luz infrarroja, medidas por el VLA y el Spitzer, lo que hace que se destaque como un faro. Esto se debe, en parte, a que la galaxia tiene chorros gemelos de material que se expulsan en direcciones opuestas desde el agujero negro supermasivo de su centro. Estos chorros se han hinchado formando lóbulos gigantescos de material que emite una tremenda cantidad de ondas de radio.

Edwards y sus colegas notaron que estos lóbulos parecían estar curvados hacia atrás y apartándose de la trayectoria de la galaxia a través del filamento. Esta forma de arco, razonaron los astrónomos, se debe a que las partículas en el filamento empujan el polvo y gas en los lóbulos.

Midiendo el ángulo de los arqueados lóbulos, el equipo de Edwards calculó la presión que ejercen las partículas de los filamentos, y luego determinó la densidad del medio. El método es parecido a mirar las serpentinas en una cometa (barrilete) que vuela sobre tu cabeza y juzgar con eso la fuerza del viento y la densidad del aire.

De acuerdo con los datos, la densidad dentro de este filamento es, de hecho, de unas 100 veces la densidad media del universo. Este valor coincide con el que se obtuvo en un estudio previo sobre los rayos-X en los filamentos y también coincide con las predicciones de las simulaciones por supercomputador.

Supercúmulos interconectados

Las galaxias tienden a agruparse como grandes islas en el vacío del espacio, a las que se conoce como cúmulos de galaxias. Estas agrupaciones de galaxias se mantienen a menudo en compañía de otros grupos, en lo que se conoce como «supercúmulos» que se ciernen como muros gigantescos de galaxias gravitatoriamente relacionadas. Estas estructuras evolucionaron debido a la existencia de parches de material más denso, cuando el universo se expandía rápidamente después del Big Bang, hace unos 13.700 millones de años.

Las agrupaciones y hebras de esta materia primordial finalmente se enfriaron, y parte de ellos se condensaron para formar las galaxias que vemos hoy. El gas restante está esparcido en filamentos que unen los cúmulos de galaxias. Mucho de este gas aún está bastante caliente —aproximadamente a un millón de grados Celsius— y brilla en rayos-X de alta energía que impregna los cúmulos galácticos. Los filamentos se detectan mejor, por lo tanto, en la luz de rayos-X, y se ha obtenido previamente una lectura directa de la densidad de los filamentos en esta banda de frecuencias.

Pero el gas que emite rayos-X en los filamentos es mucho más difuso y débil que en los cúmulos, de la misma forma que los bancos de arena sumergidos son extremadamente difíciles de ver en comparación con las islas que están sobre el agua. Por lo tanto, obtener unas observaciones de calidad de los filamentos lleva tiempo con los actuales observatorios espaciales.

La técnica de Edwards y sus colegas, que se basa en frecuencias de radio que pueden alcanzar una gran cantidad de telescopios terrestres, apunta a una manera más fácil de hacer mdiciones en el interior de los filamentos de los cúmulos galácticos. En lugar de esforzarse por encontrar sutiles pistas de rayos-X, los astrónomos podrían confiar en estas curvadas galaxias «faros para indicar dónde están ubicados los filamentos cósmicos.

Saber cuánto material contienen estos filamentos y cómo interactúan éstos con los cúmulos de galaxias será muy importante para comprender la evolución general del universo, dijo Edwards.

Las observaciones del Spitzer se hicieron antes de que se quedara sin su refrigerante líquido en mayo de 2009 y comenzara su misión caliente.

El Jet Propulsion Laboratory (JPL, Laboratorio de Propulsión a Chorro) de la NASA, en Pasadena, California, dirige la misión del Telescopio Espacial Spitzer de la Dirección de Ciencia Espacial de la NASA, en Washington. Las operaciones científicas se llevan a cabo en el Centro de Ciencia Spitzer en Caltech, también en Pasadena. El Caltech dirige el JPL para la NASA. Para obtener más información sobre Spitzer, visite http://spitzer.caltech.edu/ y http://www.nasa.gov/spitzer .

Fuente: NASA. Aportado por Eduardo J. Carletti


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