Abell 426, la onda del cúmulo de Perseo.

Los científicos encuentran una onda gigante que gira a través del racimo de la galaxia de Perseo.
Imagen del Cúmulo de Perseo y la onda que gira alrededor de él.

Combinando datos del Observatorio Espacial de Rayos X Chandra de la NASA con observaciones de radio y simulaciones por computadora, los científicos han encontrado una vasta ola de gas caliente en el cúmulo de galaxias Perseus. Con una extensión de unos 200.000 años luz, la onda es aproximadamente el doble del tamaño de la galaxia de la Vía Láctea.

Los investigadores piensan que la ola se formó hace miles de millones de años después de que un pequeño grupo de galaxias rozara a Perseo y causó que su vasto suministro de gas se deslizara alrededor en un enorme volumen de espacio.

Los racimos de galaxias son las estructuras más grandes unidas por la gravedad en el universo actual. Aproximadamente con 11 millones de años luz de tamaño y situado cerca de 240 millones de años luz de distancia, el racimo de la galaxia de Perseus se nombra después de su constelación anfitrión. Al igual que todos los racimos de galaxias, la mayor parte de su materia observable toma la forma de un gas penetrante que promedia decenas de millones de grados tan caliente que sólo brilla en los rayos X.

Chandra.
Los datos de Chandra han revelado una variedad de estructuras en este gas, de las burbujas vastas sopladas por el agujero negro supermasivo en la galaxia central del racimo, NGC 1275, a una característica enigmática cóncava conocida como la "bahía".

Para investigar la bahía, los investigadores combinaron un total de 10,4 días de datos de alta resolución de Chandra con 5,8 días de observaciones de campo ancho a energías entre 700 y 7.000 electrones voltios. Esta imagen de rayos X del gas caliente (arriba) en el cúmulo de galaxias Perseus se hizo a partir de esas observaciones. Los investigadores entonces filtraron los datos de una manera que aclaró el contraste de bordes para hacer detalles sutiles más obvios. Un óvalo resalta la ubicación de la enorme ola, centrada alrededor de las 7 en punto, que se encuentra rodando a través del gas.

A continuación, los investigadores compararon la imagen de Perseus mejorada con las simulaciones por ordenador de la fusión de racimos de galaxias que se ejecutan en el supercomputador de las Pléyades en el Centro de Investigación Ames de la NASA.

Una simulación parecía explicar la formación de la bahía. Esta simulación se muestra en el gif. En él, el gas en un gran grupo similar a Perseus se ha asentado en dos componentes: una región central "fría" con temperaturas alrededor de 54 millones de grados Fahrenheit (30 millones de grados Celsius) y una zona circundante donde el gas es tres veces más caliente. Entonces un pequeño cúmulo de galaxias que contiene alrededor de mil veces la masa de la Vía Láctea bordea el cúmulo mayor, perdiendo su centro por cerca de 650.000 años luz.

Credit: John ZuHone/Harvard-Smithsonian Centro de Astrofísica.

El sobrevuelo crea una perturbación gravitacional que agita el gas como crema agitada en el café, creando una espiral de expansión de gas frío. Después de unos 2.500 millones de años, cuando el gas ha aumentado a casi 500.000 años luz del centro, vastas ondas se forman y ruedan en su periferia durante cientos de millones de años antes de disiparse.

Estas ondas son versiones gigantes de las ondas de Kelvin-Helmholtz, que aparecen cada vez que hay una diferencia de velocidad a través de la interfaz de dos fluidos, como el viento que sopla sobre el agua. Se pueden encontrar en el océano, en formaciones de nubes en la Tierra y otros planetas, en el plasma cerca de la Tierra, e incluso en el sol.

Un artículo que describe los hallazgos aparece en la edición de junio de 2017 de la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society y está disponible en línea. El Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa de Chandra para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. El Smithsonian Astrophysical Observatory en Cambridge, Massachusetts, controla la ciencia de Chandra y las operaciones de vuelo.

Crédito:
NASA/CXC/GSFC/S.A.Walker, et al.

Vídeo: Una ola en el cúmulo de Perseo.

Nota: 
light-year: año-luz.

Publicado originariamente Chandra el 2 de mayo del 2.017.

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