Una explicación para un choque cósmico

El equipo llamó al choque «Cúmulo de Pandora» porque a causa de la colisión se desencadenó una gran cantidad de fenómenos extraños. «Algunos de estos fenómenos nunca antes habían sido observados».

Cuando la materia se encuentra y colisiona

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Los choques cósmicos encienden la curiosidad de astrónomos y aficionados. Cuando dos cúmulos galácticos chocan se desencadenan procesos que proporcionan una enorme cantidad de información.

Efecto de las lentes gravitacionales fuertes observado por el Telescopio espacial Hubble en Abell 1689 que indica la presencia de materia oscura. Créditos: NASA/ESA.

Un equipo científico internacional ha aportado nuevos datos sobre la historia de un choque cósmico, Abell 2744, que se produjo hace millones de años. El estudio, financiado en parte por el proyecto DARKMATTERDARKENERGY («Comprensión del Universo oscuro mediante lentes gravitacionales tridimensionales débiles»), que contó con una prima internacional de regreso (IRG) Marie Curie por valor de 100 000 euros concedida al amparo del Séptimo Programa Marco (7PM) de la Unión Europea, contribuye a aclarar la influencia de distintas estructuras en la formación del Universo. Los descubrimientos se han publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

«Así como el investigador de un choque va uniendo las piezas que causaron un accidente, nosotros podemos usar las observaciones de estos múltiples choques cósmicos para reconstruir fenómenos que ocurrieron durante un período de cientos de millones de años», explicó el Dr. Julian Merten del Instituto de Astrofísica Teórica de la Universidad de Heidelberg y autor principal del estudio.

«Esto nos revela cómo se forman las estructuras en el Universo y cómo interactúan entre sí diferentes tipos de materia cuando se encuentran y chocan.»

El Dr. Renato Dupke, ayudante de investigación asociado del Departamento de Astronomía de la Universidad de Michigan (Estados Unidos), comentó que el equipo llamó al choque «Cúmulo de Pandora» porque a causa de la colisión se desencadenó una gran cantidad de fenómenos extraños. «Algunos de estos fenómenos nunca antes habían sido observados», añadió.

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Un mapa de la materia oscura

Las investigaciones realizadas sobre Abell 2744 se han intensificado con los años gracias a la combinación de datos obtenidos con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA (Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio de los Estados Unidos / Agencia Espacial Europea), el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), el telescopio japonés Subaru y el Observatorio espacial Chandra de Rayos-X de la NASA.

Las galaxias en el cúmulo son claramente visibles en las imágenes del VLT y el Hubble. Si bien las galaxias son brillantes, sólo se puede apreciar el 5 % de su masa. El resto es gas (cerca de un 20 %), que por su alta temperatura sólo emite rayos-X, y energía oscura (cerca de un 75 %), que es completamente invisible. Para comprender lo que ocurre en esta colisión el equipo tuvo que trazar un mapa de las posiciones de todos los tipos de masa en Abell 2744.

La materia oscura es particularmente escurridiza ya que no emite, absorbe ni refleja luz, sino que sólo se hace perceptible a través de su atracción gravitacional. El equipo aprovechó un fenómeno conocido como lente gravitacional, que corresponde a la curvatura de los rayos de luz provenientes de galaxias distantes al pasar a través de campos gravitacionales presentes en el cúmulo, para marcar con exactitud la ubicación de esta misteriosa sustancia.

El resultado es una serie de reveladoras distorsiones en las galaxias del fondo observadas con el VLT y el Hubble. Trazando cuidadosamente la forma en que estas imágenes son distorsionadas, es posible trazar un mapa bastante preciso de la ubicación de la materia oscura.

Comparativamente, encontrar el gas caliente en el cúmulo es mucho más simple ya que el Observatorio Espacial Chandra de Rayos-X puede observarlo directamente. Estas observaciones no sólo son cruciales para determinar dónde está el gas, sino también para mostrar el ángulo y la velocidad a la que chocan los diferentes componentes del cúmulo.

Cuando los astrónomos revisaron los resultados se encontraron con varios rasgos curiosos: «Abell 2744 parece haberse formado a partir de cuatro cúmulos diferentes involucrados en una serie de colisiones durante un período de unos 350 millones de años», aclaró Dan Coe, del Instituto de Ciencia Telescópica Espacial de Baltimore (Estados Unidos). «La complicada e irregular distribución de los diferentes tipos de materia es extremadamente inusual y fascinante.»

Al parecer la compleja colisión ha separado parte del gas caliente y la materia oscura, por lo que éstas ahora se encuentran separadas una de la otra y de las galaxias visibles.

Al estudio contribuyeron astrónomos de Brasil, Israel, Italia, Taiwán, Reino Unido y Estados Unidos.

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