Chandra ayuda a los astrónomos a descubrir una galaxia sorprendentemente solitaria
Una galaxia distante y solitaria parece haber atraído y asimilado a todas sus antiguas galaxias compañeras. Este resultado obtenido con el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el Observatorio Internacional Gemini puede superar los límites de la rapidez con la que los astrónomos esperan que crezcan las galaxias en el universo primitivo.
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| Se ha descubierto que la galaxia 3C297 es más solitaria de lo esperado, lo que implica que probablemente haya atraído y absorbido a sus antiguas galaxias compañeras. 3C297 contiene un cuásar, un agujero negro supermasivo que extrae gas del centro de la galaxia y genera poderosos chorros de materia que se ven en las ondas de radio. Los datos de rayos X de Chandra, los datos de radio del Karl G. Jansky Very Large Array y los datos visibles de Gemini sugieren que, aunque los alrededores de 3C297 poseen muchas características de un cúmulo de galaxias, todas menos una galaxia permanecen. También hay datos de luz visible e infrarrojos del Hubble en este compuesto. Los astrónomos creen que esta última gran galaxia asimiló a las demás a través de su atracción gravitatoria, y puede empujar los límites de la rapidez con la que los astrónomos esperan que crezcan las galaxias en el universo primitivo. Crédito: Rayos X: NASA/CXC/Univ. de Turín/V. Missaglia et al.; Óptica: NASA/ESA/STScI & Observatorio Internacional Gemini/NOIRLab/NSF/AURA; Infrarrojo: NASA/ESA/STScI; Radio: NRAO/AUI/NSF |
La galaxia inesperadamente solitaria se encuentra a unos 9.200 millones de años luz de la Tierra y contiene un cuásar, un agujero negro supermasivo que atrae gas en el centro de la galaxia y que impulsa poderosos chorros de materia que se ven en las ondas de radio. El entorno de esta galaxia, conocida como 3C 297, parece tener las características clave de un cúmulo de galaxias, estructuras enormes que normalmente contienen cientos o incluso miles de galaxias. Sin embargo, 3C 297 está sola.
“Parece que tenemos un cúmulo de galaxias al que le faltan casi todas sus galaxias”, dijo Valentina Missaglia de la Universidad de Torino en Italia, quien dirigió el estudio. “Esperábamos ver al menos una docena de galaxias del tamaño de la Vía Láctea, pero solo vemos una”.
Missaglia y sus colegas ven dos rasgos clave de un cúmulo de galaxias en los datos de rayos X de Chandra. Primero, los datos de rayos X revelan que la galaxia solitaria está rodeada por grandes cantidades de gas con temperaturas de decenas de millones de grados, algo que normalmente se ve en los cúmulos de galaxias.
En segundo lugar, el chorro del agujero negro supermasivo ha creado una fuente intensa de rayos X a unos 140.000 años luz de distancia, lo que implica que se ha abierto camino hacia el gas que rodea la galaxia. Un tercer rasgo de los cúmulos de galaxias que posee 3C 297, informado previamente en los datos de Karl G. Jansky Very Large Array, es que uno de los chorros de radio está doblado, lo que demuestra que ha interactuado con su entorno.
A pesar de tener estas características importantes de un cúmulo de galaxias, los datos del equipo de Missaglia del Observatorio Gemini en Hawái revelaron que ninguna de las 19 galaxias que aparecen cerca de 3C 297 en una imagen óptica de Gemini, y que tienen mediciones de distancia precisas, están en realidad al mismo tiempo. distancia como la galaxia solitaria.
"La pregunta es, ¿qué pasó con todas estas galaxias?" dijo el coautor Juan Madrid de la Universidad de Texas, Rio Grande Valley. “Creemos que la atracción gravitacional de una gran galaxia combinada con las interacciones entre las galaxias fue demasiado fuerte y se fusionaron con la gran galaxia. Para estas galaxias aparentemente la resistencia fue inútil”.
Los investigadores creen que 3C 297 ya no es un cúmulo de galaxias, sino un "grupo de fósiles". Esta es la etapa final de una galaxia que se acerca y se fusiona con varias otras galaxias. Si bien se han detectado muchos otros grupos de fósiles antes, este es particularmente distante, a 9.200 millones de años luz de distancia. (Los poseedores de récords anteriores para grupos de fósiles estaban a distancias de 4 900 y 7 900 millones de años luz).
"Puede ser un desafío explicar cómo el universo puede crear este sistema solo 4 600 millones de años después del Big Bang", dijo la coautora Mischa Schirmer del Instituto Max Planck de Astronomía. "Esto no rompe nuestras ideas de cosmología, pero comienza a empujar los límites de la rapidez con la que se deben haber formado tanto las galaxias como los cúmulos de galaxias".
Los autores no pueden descartar la presencia de galaxias enanas alrededor de 3C 297, pero su presencia aún no explicaría la falta de galaxias más grandes como la Vía Láctea. Ejemplos cercanos son M87 en el Cúmulo de Virgo, que ha tenido grandes compañeros galácticos durante miles de millones de años. Sin embargo, 3C 297 pasará miles de millones de años esencialmente solo.
El nuevo estudio se publicó en la edición de enero de 2023 de The Astrophysical Journal, disponible aquí.
Las observaciones anteriores de Chandra que duraron solo tres horas mostraron indicios del gas caliente visto en el nuevo estudio, según lo informado por la coautora Chiara Stuardi en un artículo publicado en la edición de abril de 2018 de The Astrophysical Journal Supplement Series, disponible aquí . Sin embargo, se requirieron observaciones mucho más profundas de Chandra para confirmarlo. Las observaciones de Chandra de 3C 297 se realizaron durante un tiempo total de 2,5 días en abril y agosto de 2021 y 2022.
El Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsonian controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts. El Observatorio Internacional Gemini es operado por NOIRLab de NSF.
Contactos con los medios:
Megan Watzke
Chandra X-ray Center, Cambridge, Massachusetts
617-496-7998
Dr. Peter Edmonds
Chandra X-ray Center, Cambridge, Massachusetts
617-571-7279
Publicado en Chandra el 8 de marzo del 2023, enlace prensa.
