04.04.18.-
Los astrónomos han descubierto enormes "sistemas meteorológicos" que
son millones de años luz en extensión y más antiguos que el Sistema
Solar.
Los investigadores utilizaron el
Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA para estudiar un frente frío
ubicado en el cúmulo de galaxias Perseo que se extiende cerca de dos
millones de años luz, o aproximadamente 10 mil millones de millas.
Los cúmulos de galaxias son los objetos
más grandes y masivos en el Universo que se mantienen unidos por la
gravedad. Entre los cientos o incluso miles de galaxias en un cúmulo,
hay vastas reservas de gas supercalentado que brillan con luz de rayos
X.
El frente frío en el grupo Perseo
consiste en una persistente banda de gas relativamente densa con una
temperatura 'fría' de unos 30 millones de grados moviéndose a través de
gas caliente de menor densidad con una temperatura de aproximadamente 80
millones de grados. El enorme frente estudiado con el Chandra se formó
hace unos 5.000 millones de años y ha estado viajando a velocidades de
alrededor de 480.000 kilómetros por hora desde entonces.
Sorprendentemente, el frente se ha mantenido extremadamente definido con
el paso de los eones, en lugar de difuminarse.
"El tamaño, la edad, la velocidad y la
nitidez de este frente frío son notables", dijo Walker del Centro de
Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, quien dirigió
el estudio. "Todo sobre este sistema climático cósmico es extremo".
Mientras que los frentes fríos en la
atmósfera de la Tierra son impulsados por la rotación del planeta, los
que surcan las atmósferas de cúmulos de galaxias como Perseo son
causados por colisiones entre el cúmulo y otros cúmulos de galaxias.
Estas colisiones ocurren típicamente cuando la gravedad del grupo
principal tira del grupo más pequeño hacia el interior de su núcleo
central. Si el grupo más pequeño hace un pase cercano por el núcleo
central, la atracción gravitacional entre ambas estructuras hace que el
gas en el núcleo se mueva como el vino arremolinado en un vaso. El
chapoteo produce un patrón en espiral de frentes fríos que se mueven
hacia afuera a través del gas del cúmulo.
Uno de los aspectos más sorprendentes de
esta nueva investigación es que el frente frío en Perseo permanece bien
definido, incluso después de miles de millones de años. A medida que el
frente frío viaja a través del cúmulo de galaxias, pasa a través de un
entorno hostil de ondas sonoras y turbulencias causadas por los
estallidos del agujero negro supermasivo en el centro de Perseo.
"De alguna manera, frente a todo este
bombardeo, el frente frío ha sobrevivido intacto", dijo el coautor John
ZuHone, del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica. "En lugar de ser
erosionado, en realidad se ha dividido en dos bordes bien definidos".
"No estamos del todo seguros de lo que hace que este frente frío sea tan
resistente, pero nuestras simulaciones informáticas brindan algunas
pistas importantes", dijo Jeremy Sanders , coautor de la Universidad de
Cambridge en el Reino Unido.
"Parece que los campos magnéticos se han
cubierto sobre el frente frío, actuando casi como un escudo contra el
aluvión de fuerzas del resto del grupo".
Estas observaciones del Chandra, junto
con el trabajo teórico, proporcionan información útil sobre la fuerza
del campo magnético a lo largo del frente frío. En sus simulaciones, los
investigadores probaron los efectos de tres intensidades de campo
magnético diferentes. Con el campo magnético más fuerte no se observó
división en el frente frío, y con el campo magnético más débil, el
frente frío se volvió borroso. En cambio, la simulación con un campo
magnético de intensidad intermedia reprodujo el frente frío dividido.
Aurora Simionescu y sus colaboradores
descubrieron originalmente el frente frío de Perseo en 2012 utilizando
datos del ROSAT alemán (ROentgen SATellite), el Observatorio XMM-Newton
de la ESA y el satélite de rayos X Suzaku de Japón. La visión de rayos X
de alta resolución del Chandra permitió la primera observación de la
nitidez y la división del antiguo frente frío que se realizará.
Los investigadores utilizaron el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA para estudiar un frente frío ubicado en el cúmulo de galaxias Perseo que se extiende cerca de dos millones de años luz, o aproximadamente 10 mil millones de millas. Image Credit: NASA/CXC/GSFC/S. Walker, ESA/XMM, ROSAT
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