La reunión de galaxias aporta calidez.

Rayos X e imágenes ópticas de Chandra de NGC 6338. Utilizando Chandra, XMM-Newton, el radiotelescopio Giant Metrewave y el Observatorio de Apache Point, un equipo de astrónomos ha estudiado dos grupos de galaxias que se están chocando entre sí a una velocidad notable de alrededor de 4 millones de millas por hora. Este sistema, conocido como NGC 6338, podría representar la colisión más violenta que se haya visto entre dos grupos de galaxias. Las imágenes incluyen datos de rayos X de Chandra que muestran gas caliente con temperaturas superiores a los 20 millones de grados centígrados, así como gases más fríos detectados con Chandra y XMM-Newton que también emiten rayos X. También se incluye una imagen óptica del Sloan Digital Sky Survey. Crédito: Rayos X: Chandra: NASA / CXC / SAO / E. O'Sullivan; XMM: ESA / XMM / E. O'Sullivan; Óptico: SDSS.

A medida que se acerca la temporada de vacaciones, las personas en el hemisferio norte se reunirán en el interior para mantenerse calientes. De acuerdo con la temporada, los astrónomos han estudiado dos grupos de galaxias que se apresuran juntas y producen su propio calor.

La mayoría de las galaxias no existen de forma aislada. Por el contrario, están unidos a otras galaxias a través de la gravedad, ya sea en números relativamente pequeños conocidos como "grupos de galaxias", o en concentraciones mucho mayores llamadas "cúmulos de galaxias" que consisten en cientos o miles de galaxias. A veces, estas colecciones de galaxias se atraen entre sí por gravedad y finalmente se fusionan.

Utilizando el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, el XMM-Newton de la ESA, el Radiotelescopio de onda gigante (GMRT) y las observaciones ópticas con el Observatorio de Apache Point en Nuevo México, un equipo de astrónomos descubrió que dos grupos de galaxias se están chocando entre sí a una notable velocidad de aproximadamente 4 millones de millas por hora. Esta podría ser la colisión más violenta que se haya visto entre dos grupos de galaxias.

El sistema se llama NGC 6338, que se encuentra a unos 380 millones de años luz de la Tierra. Esta imagen compuesta contiene datos de rayos X de Chandra (mostrados en rojo) que muestran gas caliente con temperaturas superiores a unos 20 millones de grados Celsius, así como también gases más fríos detectados con Chandra y XMM (mostrados en azul) que también emiten rayos X. Los datos de Chandra se han combinado con datos ópticos del Sloan Digital Sky Survey, que muestran las galaxias y las estrellas en blanco.

Los investigadores estiman que la masa total contenida en NGC 6338 es aproximadamente 100 billones de veces la masa del Sol. Este peso significativo, aproximadamente el 83% del cual está en forma de materia oscura, el 16% está en forma de gas caliente y el 1% en estrellas, indica que los grupos de galaxias están destinados a convertirse en un cúmulo de galaxias en el futuro. La colisión y la fusión se completarán, y el sistema continuará acumulando más galaxias a través de la gravedad.

Estudios previos de NGC 6338 han proporcionado evidencia de las regiones de gases emisores de rayos X más fríos alrededor de los centros de los dos grupos de galaxias (conocidos como "núcleos fríos"). Esta información ha ayudado a los astrónomos a reconstruir la geometría del sistema, revelando que la colisión entre los grupos de galaxias ocurrió casi a lo largo de la línea de visión de la Tierra. Este hallazgo ha sido confirmado con el nuevo estudio.

Los nuevos datos de Chandra y XMM-Newton también muestran que el gas a la izquierda y a la derecha de los núcleos fríos, y entre ellos, parece haber sido calentado por frentes de choque, similares a los auges sónicos creados por los aviones supersónicos, formados por colisión de los dos grupos de galaxias. Este patrón de gas calentado por choque ha sido predicho por simulaciones por computadora, pero NGC 6338 puede ser la primera fusión de grupos de galaxias que lo muestre claramente. Tal calentamiento evitará que parte del gas caliente se enfríe para formar nuevas estrellas.

Una segunda fuente de calor comúnmente encontrada en grupos y cúmulos de galaxias es la energía provista por explosiones y chorros de partículas de alta velocidad generadas por agujeros negros supermasivos. Actualmente, esta fuente de calor parece estar inactiva en NGC 6338 porque no hay evidencia de chorros de agujeros negros supermasivos que utilicen datos de radio del GMRT. Esta ausencia puede explicar los filamentos de gas refrigerante detectados en rayos X y datos ópticos alrededor de la gran galaxia en el centro del núcleo frío en el sur. Los filtros utilizados en la imagen compuesta no muestran los filamentos ópticos, y los filamentos de rayos X son pequeñas estructuras en forma de dedos que emanan del centro del núcleo frío en el sur, aproximadamente a las 2 en punto, a las 7 en punto. reloj y 8 en punto.

Un artículo que describe estos resultados se publicó en la edición de septiembre de 2019 de los Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society y está disponible en línea. El primer autor es Ewan O'Sullivan del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA) en Cambridge, Massachusetts, y los coautores son Gerrit Schellenberger (CfA), Doug Burke (CfA), Ming Sun (Universidad de Alabama en Huntsville, Alabama), Jan Vrtilek (CfA), Larry David ( CfA) y Craig Sarazin (Universidad de Virginia, Virginia).

El Centro Marshall de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico Smithsoniano en Cambridge y Burlington, Massachusetts, controla las operaciones científicas y de vuelo de Chandra.

Crédito: Rayos X: Chandra: NASA / CXC / SAO / E. O'Sullivan; XMM: ESA / XMM / E. O'Sullivan; Óptico: SDSS

• Publicado en Chandra el 17 de diciembre del 2019, enlace publicación.