Publicado 10/01/2020 18:44

Primera visión de gas caliente chapoteando en un cúmulo de galaxias

Primera visión de gas caliente chapoteando en un cúmulo de galaxias
Primera visión de gas caliente chapoteando en un cúmulo de galaxias - ESA/XMM-NEWTON/DSS-II/J. SANDERS ET AL. 2019

   MADRID, 10 Ene. (EUROPA PRESS) -

   El observatorio de rayos X XMM-Newton de la ESA ha espiado gas caliente chapoteando en un cúmulo de galaxias, comportamiento nunca antes visto que puede ser impulsado por eventos de fusión turbulentos.

   Los cúmulos de galaxias son los sistemas más grandes del universo unidos por la gravedad. Contienen cientos de miles de galaxias y grandes cantidades de gas caliente conocido como plasma, que alcanza temperaturas de alrededor de 50 millones de grados y brilla intensamente en los rayos X.

   Se sabe muy poco sobre cómo se mueve este plasma, pero explorar sus movimientos puede ser clave para comprender cómo se forman, evolucionan y se comportan los cúmulos de galaxias.

   "Seleccionamos dos cúmulos de galaxias cercanos, masivos, brillantes y bien observados, Perseo y Coma, y mapeamos cómo se movía su plasma, si se movía hacia o lejos de nosotros, su velocidad, etc., por primera vez". dice Jeremy Sanders del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching, Alemania, y autor principal del nuevo estudio.

   "Hicimos esto en grandes regiones del cielo: un área aproximadamente del tamaño de dos Lunas llenas para Perseo y cuatro para Coma. Realmente necesitábamos XMM-Newton para esto, ya que sería extremadamente difícil cubrir áreas tan grandes con cualquier otra nave espacial".

   Tal como publican en Astronomy and Astrophysics, Jeremy y sus colegas encontraron signos directos de flujo de plasma, salpicando y chapoteando dentro del cúmulo de galaxias de Perseo, uno de los objetos más masivos conocidos en el universo, y el cúmulo más brillante en el cielo en términos de rayos X. Si bien este tipo de movimiento se ha predicho teóricamente, nunca antes se había visto en el cosmos.

   Al observar simulaciones de cómo se movía el plasma dentro del grupo, los investigadores exploraron qué estaba causando el chapoteo. Descubrieron que era probable debido a pequeños subgrupos de galaxias que colisionan y se fusionan con el grupo principal en sí. Estos eventos son lo suficientemente enérgicos como para interrumpir el campo gravitacional de Perseo y poner en marcha un movimiento de chapoteo que durará muchos millones de años antes de establecerse.

   A diferencia de Perseo, que se caracteriza por un grupo principal y varias subestructuras más pequeñas, el grupo Coma no contenía plasma sloshing, y parece ser un grupo masivo formado por dos subgrupos principales que se fusionan lentamente.

   "La cámara EPIC tiene una señal de fondo instrumental: las llamadas 'líneas fluorescentes' que siempre están presentes en nuestros datos y a veces pueden ser molestas, ya que generalmente no son lo que estamos buscando", agrega el coautor Ciro Pinto, investigador de la ESA en el Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial en Noordwijk, Países Bajos, quien recientemente se mudó al Instituto Nacional de Astrofísica de Italia.

   "Decidimos usar estas líneas, que son una característica constante, para comparar y alinear datos EPIC de los últimos 20 años para determinar mejor cómo se comporta la cámara, y luego usamos esto para corregir cualquier variación o efecto instrumental".

   Esta técnica permitió mapear el gas en los grupos con mayor precisión. Jeremy, Ciro y sus colegas usaron las líneas de fondo para reconocer y eliminar variaciones individuales entre observaciones, y luego eliminaron cualquier efecto instrumental más sutil identificado y marcado por sus 20 años de minería de datos EPIC.

   EPIC consta de tres cámaras CCD diseñadas para capturar rayos X de baja y alta energía, y es uno de los tres instrumentos avanzados a bordo de XMM-Newton.

   Explorando el dinámico cielo de rayos X desde su lanzamiento en 1999, XMM-Newton es el satélite científico más grande jamás construido en Europa, y lleva algunos de los espejos telescópicos más potentes jamás desarrollados.