Astrónomos han encontrado un cúmulo de galaxias extraordinario, uno de los objetos más grandes en el universo, que está rompiendo varios récords cósmicos importantes. Observaciones del cúmulo Fénix con el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, el Telescopio Polo Sur de la Fundación Nacional de la Ciencia y otros ocho observatorios de clase mundial, pueden forzar a los astrónomos a replantear cómo estas estructuras colosales y las galaxias que habitan en ellas evolucionan.
Estrellas están formándose en el cúmulo Fénix a la velocidad más alta jamás observada en el centro de un cúmulo de galaxias. El objeto también es el productor más poderoso de rayos X de cualquier cúmulo conocido y entre los más masivos. Los datos también sugieren que la velocidad de enfriamiento de gas caliente en las regiones centrales del cúmulo es la más grande jamás observada.
El cúmulo Fénix está ubicado a 5.7 miles de millones de años luz de la Tierra. Se nombra no solo por la constelación en que está localizado, sino también por sus notables propiedades.
“Mientras que las galaxias en el centro de la mayoría de los cúmulos pueden haber estado inactivas por miles de millones de años, la galaxia central en este cúmulo parece haber vuelto a la vida con un nuevo estallido de formación de estrellas”, dijo Michael McDonald, un miembro del Hubble en el Instituto Tecnológico de Massachusetts y autor líder de un artículo que apareció el día de ayer en el número de la revista Nature. “La mitología del Fénix, un ave resucitó entre los muertos, es una gran manera de describir este objeto revivido”.
Al igual que otros cúmulos de galaxias, Fénix contiene una vasta reserva de gas caliente, que se ejerce en la materia más normal – no la materia oscura – luego todas las galaxias en los cúmulos combinadas. Este depósito solo puede ser detectado con los telescopios de rayos X como Chandra. La idea predominante alguna vez había sido que este gas caliente debería enfriarse con el tiempo y hundirse para la galaxia en el centro del cúmulo. La mayoría de los cúmulos de galaxias han formado muy pocas estrellas durante los últimos mil millones de años. Los astrónomos piensan que el agujero negro supermasivo en la galaxia central de un cúmulo de energía bombea al sistema. Previniendo enfriamiento de gas que provoque un estallido de formación estelar.
El famoso cúmulo Perseus es un ejemplo de un agujero negro bramando de energía y previniendo el enfriamiento del gas para formar estrellas a una velocidad elevada. Repetidos estallidos en forma de potentes chorros desde un agujero negro en el centro de Perseus creó una cavidad gigante y produjo ondas de sonido con una increíble profundidad, que, a su vez, mantiene el gas caliente.
Vea una animación del Cluster Phoenix:
“Pensamos que estos sonidos muy profundos pueden ser encontrados en los cúmulos de galaxias en todas partes”, dijo el co-autor Ryan Foley, del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica en Cambridge, Massachusetts. “El cúmulo Fénix está mostrándonos que este no es el caso – o por lo menos hay momentos en la música que esencialmente se detiene. Chorros desde el agujero negro gigante en el centro del cúmulo al parecer no son lo suficientemente potentes como para prevenir el cúmulo de gas de enfriamiento”.
Con su agujero negro no produce chorros suficientemente potentes, el centro del cúmulo Fénix es un hervidero de estrellas que se están formando alrededor de 20 veces más rápido que en el cúmulo de Perseo. Esta velocidad es la más alta vista en el centro de un cúmulo de galaxias pero no la más alta vista en cualquier lugar en el universo. Sin embargo, otras áreas con la velocidad de formación de estrellas más altas, localizadas fuera de cúmulos, tienen velocidades de sólo alrededor de dos veces más alta.
El ritmo frenético del nacimiento de las estrellas y enfriamiento de gas en el cúmulo Fénix están causando que a la Galaxia y al agujero negro se añada masa muy rápidamente – una fase importante los investigadores predicen que será relativamente de corta duración.
“La galaxia y su agujero negro están experimentando un crecimiento insostenible”, dijo el co-autor Bradford Benson, de la Universidad de Chicago. Este crecimiento acelerado no puede durar más de unos cien millones de años. De otra manera, la galaxia y el agujero negro sería mucho más grande que sus contrapartes en el universo cercano”.
Extraordinariamente, el cúmulo Phoenix y su galaxia central y agujero negro supermasivo ya están entre los objetos más masivos que se conocen de su tipo. Debido a su enorme tamaño, los cúmulos de galaxias son los objetos cruciales para estudiar cosmología y evolución de las galaxias, así que encontrar uno con tales propiedades extremas como el cúmulo Phoenix es importante.
“Esta explosión de estrella espectacular es un descubrimiento muy importante porque sugiere que tenemos que replantear cómo las galaxias masivas en los centros de cúmulos crecen”, dijo Martin Rees de la Universidad de Cambridge, un experto de renombre mundial en cosmología que no estuvo involucrado con el estudio. “El enfriamiento de gas caliente podría ser una fuente mucho más importante de las estrellas de lo que se pensaba”.
El Cúmulo Fénix originalmente fue detectado por el Telescopio Polo Sur de la Fundación Científica Nacional, y más tarde fue observado en luz visible por el Observatorio Gemini, el Blanco Telescope de 4 metros y el Telescopio de Magallanes, todo en Chile. El gas caliente y su velocidad de enfriamiento se estimaron a partir de datos de Chandra. Para medir la tasa de formación de estrellas en el cúmulo Phoenix, se utilizaron varios telescopios basados en el espacio, incluyendo el Wide-field Infrared Survey Explorer de la Nasa, el Galaxy Evolution Explorer y Herschel de ESA.
El Centro de Vuelos Espaciales Marshall en Huntsville, Alabama, dirige el Programa Chandra para el Directorio de Misiones Científicas de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla lChandra y operaciones de vuelo de Cambridge, Massachusetts. Observatorio Gemini.
Fuente
http://www.nasa.gov/ (en inglés)