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 |
El Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland,
han descubierto un sistema climático cósmico de frío extremo.
Se trata de enormes "sistemas meteorológicos" cuyo tamaño es mayor en
millones de años luz 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.
Fuente: NASA
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