Chandra detecta una onda de choque a 1,6 millones de años luz de distancia en Abell 2146

Abeja 2146 es un par de cúmulos de galaxias en colisión ubicados a unos 2.800 millones de años luz de distancia en la constelación de Draco.

En esta imagen compuesta de Abell 2146, los datos de rayos X de Chandra (púrpura) muestran gases calientes y los datos ópticos del Telescopio Subaru muestran galaxias (roja y blanca). Crédito de la imagen: NASA/CXC/Universidad de Nottingham/Russell y otros. / NAOJ / Telescopio Subaru.

Los cúmulos de galaxias contienen miles de galaxias de todas las edades, formas y tamaños y se encuentran entre las estructuras más grandes del Universo. Por lo general, tienen una masa de alrededor de un billón de veces la masa del Sol.

Las colisiones entre cúmulos de galaxias liberan enormes cantidades de energía que no se veían desde el Big Bang y proporcionan a los astrofísicos laboratorios que no están disponibles aquí en la Tierra.

Usando Observatorio de rayos X Chandra de la NASALa astrónoma de la Universidad de Nottingham Helen Russell y sus colegas observaron Abell 2146 durante unos 23 días en total, proporcionando la imagen de rayos X más profunda jamás vista de frentes de choque en una fusión de cúmulos de galaxias.

Los dos frentes de choque de Abell 2146 se encuentran entre los frentes de choque más brillantes y claros que se conocen entre los cúmulos de galaxias.

Usando estos poderosos datos, los investigadores estudiaron la temperatura del gas detrás de las ondas de choque en Abell 2146.

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Demostraron que los electrones se calentaban principalmente por la compresión del gas por el choque, un efecto similar al observado en el viento solar. El resto del calentamiento se produjo a través de colisiones de partículas.

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Debido a que el gas es tan difuso, este calentamiento adicional ocurrió lentamente, durante unos 200 millones de años.

Chandra crea imágenes tan nítidas que en realidad puede medir cuánto movimiento de gas aleatorio desdibuja el frente de choque que, según la teoría, debería ser mucho más estrecho.

Para Abell 2146, el telescopio midió movimientos de gas aleatorios de alrededor de 650,000 millas por hora.

«En una imagen compuesta de Abell 2146, un grupo se mueve hacia abajo a la izquierda y cruza sobre el otro grupo», dijeron los científicos.

«El gas caliente del primero produce una onda de choque a 1,6 millones de años luz de distancia, como un estampido sónico generado por un chorro supersónico, cuando choca con el gas caliente del otro cúmulo».

“Una segunda onda de choque de tamaño similar es visible detrás de la colisión. Este tipo de características, denominadas «choque aguas arriba», resultan de la compleja interacción del gas extraído del cúmulo entrante y el gas del cúmulo circundante.

«Las ondas de choque como las generadas por un chorro supersónico son choques de colisión, que implican colisiones directas entre partículas».

«En la atmósfera de la Tierra cerca del nivel del mar, las partículas de gas generalmente solo viajan alrededor de 4 millonésimas de pulgada antes de chocar con otra partícula», explicaron.

«Por el contrario, en los cúmulos de galaxias y en el viento solar, las colisiones directas entre partículas ocurren muy raramente como para producir ondas de choque porque el gas es muy difuso, con una densidad increíblemente baja».

Los equipos papel fue publicado en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.

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recursos humanos russell y otros. La estructura de los choques de fusión de cúmulos: ancho turbulento y escala de tiempo de calentamiento de electrones. MNRAS, publicado en línea el 17 de mayo de 2022; doi: 10.1093/mnras/stac1055

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