Un cuásar en el centro de un cúmulo de galaxias.

3C186, grupo precoz de galaxias identificado por Chandra.

Imagen de 3C186 en luz óptica y rayos X.

El Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA ha observado un cúmulo de galaxias inusual que contiene un núcleo brillante de gas relativamente frío que rodea un cuásar llamado 3C186. Este es el objeto más distante observado hasta el momento, y podría proporcionar información sobre el desencadenamiento de cuásares y el crecimiento de los cúmulos de galaxias.

Esta imagen compuesta del cúmulo que rodea 3C186 incluye una imagen nueva y profunda de Chandra (azul) que muestra la emisión del gas que rodea al cuásar puntual cerca del centro del cúmulo. Los espectros de rayos X de Chandra muestran que la temperatura del gas cae de 80 millones de grados en las afueras del cúmulo a 30 millones en el núcleo. Esta caída de temperatura ocurre debido a que la intensa emisión de rayos X del gas lo enfría. Los datos ópticos del telescopio Gemini en amarillo muestran las estrellas y las galaxias en el campo de visión.

Lo que hace que este cúmulo de galaxias particular y su fuerte núcleo de refrigeración sea interesante es su edad. 3C186 está a unos 8 mil millones de años luz de distancia de la Tierra, por lo que es el cúmulo de galaxias más distante conocido que contiene un núcleo de enfriamiento prominente. Debido a su gran distancia, el cúmulo se ve cuando el Universo es relativamente joven, a menos de la mitad de su edad actual.

Observaciones previas han revelado un gran número de conglomerados con fuertes núcleos de enfriamiento a distancias más pequeñas de la Tierra, a menos de aproximadamente 6 mil millones de años luz. Sin embargo, se han encontrado muchos menos a mayores distancias entre 6 y 8 mil millones de años luz. Considerando su corta edad, este cúmulo de galaxias "precoces" alrededor de 3C186 parece estar sorprendentemente bien formado.

El cuásar 3C186 observado por Hubble.

Una explicación de por qué se ven menos núcleos de refrigeración a distancias más grandes es que estos grupos más jóvenes experimentan mayores tasas de fusión con otros cúmulos o galaxias. Estas fusiones destruirían los núcleos de enfriamiento. Cuando se combina con el hecho de que los núcleos de enfriamiento tardan mucho en formarse, esto los haría raros en las primeras etapas del Universo.

Debido a que este grupo solo se encontró fortuitamente a través de una encuesta de Chandra de una pequeña muestra de fuentes de radio, es posible que existan muchos más objetos similares a grandes distancias. Si se descubren, puede revisar nuestra comprensión de cómo se desarrollaron los cúmulos de galaxias durante este período de la historia del Universo.

Este cúmulo de galaxias es también el más distante que se haya visto hasta la fecha de contener un cuásar. Solo un otro cúmulo de galaxias que contiene un cuásar brillante ha tenido un estudio detallado de su gas emisor de rayos X, y está ubicado mucho más cerca de la Tierra que 3C186. En principio, el gas refrigerante cerca de 3C186 puede proporcionar suficiente combustible para soportar el crecimiento del agujero negro supermasivo, la fuente de energía para el cuásar.

Este objeto también proporciona una oportunidad interesante para estudiar los efectos de un cuásar dentro de un entorno de cúmulos de galaxias. La energía generada por el agujero negro se puede liberar en el grupo no solo a través de la potencia mecánica en un jet, sino también mediante la radiación del cuásar brillante. Esto podría dar como resultado un fuerte viento que calienta el gas circundante y evita un enfriamiento adicional.

Es probable que el cúmulo sea un antecesor de cúmulo cercanos muy conocidos, como Perseus y MS 0735.6 + 7421, donde los chorros propulsados ​​por el agujero negro central están perforando las cavidades en el gas del cúmulo. Es mucho más distante y más joven que estos otros dos grupos y la fuente de radio asociada con 3C186 es más pequeña y más joven que en Perseus y MS 0735.6 + 7421.

El documento que describe estos resultados se publicó en la edición del 10 de octubre de Astrophysical Journal. La lista de autores es Aneta Siemiginowska, Douglas Burke y Thomas Aldcroft del Centro Smithsonian de Astrofísica de Harvard, Diana Worrall de la Universidad de Bristol, Reino Unido, Steve Allen del Instituto Kavli de Astrofísica de Partículas y Cosmología de la Universidad de Stanford, Jill Bechtold de la Universidad de Arizona, y Tracy Clarke y Teddy Cheung del Laboratorio de Investigación Naval.

Crédito:

Rayos X: NASA / CXC / SAO / A.Siemiginowska y otros, 

Óptica: AURA / Gemini Obs.

• Fecha de lanzamiento 26 de octubre de 2010, enlace aquí.