Los científicos del MIT han descubierto un nuevo cúmulo de galaxias en expansión que se esconde a plena vista. El cúmulo, que se encuentra a solo 2.400 millones de años luz de la Tierra, está formado por cientos de galaxias individuales y rodea un agujero negro supermasivo extremadamente activo, o cuásar.
El quásar central recibe el nombre de PKS1353-341 y es intensamente brillante, tan brillante que durante décadas los astrónomos que lo observaron en el cielo nocturno han supuesto que el quásar estaba bastante solo en su rincón del universo, brillando como un solitariofuente de luz del centro de una sola galaxia.
Pero como informa hoy el equipo del MIT en el Revista astrofísica , la luz del cuásar es tan brillante que ha oscurecido cientos de galaxias agrupadas a su alrededor.
En su nuevo análisis, los investigadores estiman que hay cientos de galaxias individuales en el cúmulo, que, en total, es tan masivo como 690 billones de soles. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, en comparación, pesa alrededor de 400 mil millones de solares.masas.
El equipo también calcula que el quásar en el centro del cúmulo es 46 mil millones de veces más brillante que el Sol. Su extrema luminosidad es probablemente el resultado de un frenesí temporal de alimentación: mientras un inmenso disco de material gira alrededor del cuásar, grandes trozosde materia del disco caen y lo alimentan, lo que hace que el agujero negro irradie grandes cantidades de energía en forma de luz.
"Esta podría ser una fase de corta duración por la que atraviesan los cúmulos, donde el agujero negro central tiene una comida rápida, se vuelve brillante y luego se desvanece nuevamente", dice el autor del estudio Michael McDonald, profesor asistente de física en el Instituto Kavli del MITpara Astrofísica e Investigación Espacial. "Esto podría ser un destello que acabamos de ver. En un millón de años, esto podría parecer una bola de pelusa difusa".
McDonald y sus colegas creen que el descubrimiento de este cúmulo oculto muestra que puede haber otros cúmulos de galaxias similares escondidos detrás de objetos extremadamente brillantes que los astrónomos han catalogado erróneamente como fuentes de luz únicas. Los investigadores ahora están buscando más cúmulos de galaxias ocultos, lo que podría ser importantepistas para estimar cuánta materia hay en el universo y qué tan rápido se expande el universo.
Los coautores del artículo incluyen al autor principal y estudiante graduado del MIT Taweewat Somboonpanyakul, Henry Lin de la Universidad de Princeton, Brian Stalder del Large Synoptic Survey Telescope y Antony Stark del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Pelusas o puntos
En 2012, McDonald y otros descubrieron el cúmulo de Phoenix, uno de los cúmulos de galaxias más masivos y luminosos del universo. El misterio para McDonald era por qué este cúmulo, que era tan intensamente brillante y en una región del cielo que es fácilmente visibleobservable, no se había encontrado antes.
"Empezamos a preguntarnos por qué no lo habíamos encontrado antes, porque es muy extremo en sus propiedades y muy brillante", dice McDonald. "Es porque teníamos nociones preconcebidas de cómo debería ser un clúster. Y esto noconformarse con eso, así que nos lo perdimos ".
En su mayor parte, dice que los astrónomos han asumido que los cúmulos de galaxias se ven "esponjosos", emitiendo una señal muy difusa en la banda de rayos X, a diferencia de las fuentes puntuales más brillantes, que han sido interpretadas como cuásares o cuásares extremadamente activos.agujeros negros.
"Las imágenes son puntos o pelusas, y las pelusas son estas bolas gigantes de gas caliente de millones de años luz que llamamos cúmulos, y los puntos son agujeros negros que están acumulando gas y brillan mientras este gas gira en espiral en", Dice McDonald." Esta idea de que se puede tener un agujero negro de rápido crecimiento en el centro de un cúmulo, no pensamos que fuera algo que sucediera en la naturaleza ".
Pero el descubrimiento de Phoenix demostró que los cúmulos de galaxias podrían albergar agujeros negros inmensamente activos, lo que llevó a McDonald a preguntarse: ¿podría haber otros cúmulos de galaxias cercanos que simplemente se identificaron erróneamente?
un comedor extremo
Para responder a esa pregunta, los investigadores establecieron una encuesta llamada CHiPS, para Clusters Hiding in Plain Sight, que está diseñada para reevaluar imágenes de rayos X tomadas en el pasado.
"Partimos de datos de archivo de fuentes puntuales u objetos que eran superbrillantes en el cielo", explica Somboonpanyakul. "Estamos buscando fuentes puntuales dentro de cosas esponjosas".
Para cada fuente puntual que se identificó previamente, los investigadores anotaron sus coordenadas y luego las estudiaron más directamente usando el Telescopio Magallanes, un poderoso telescopio óptico que se encuentra en las montañas de Chile. Si observaron un número mayor de lo esperado degalaxias que rodean la fuente puntual una señal de que el gas puede provenir de un cúmulo de galaxias, los investigadores volvieron a mirar la fuente, utilizando el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA, para identificar una fuente extendida y difusa alrededor del punto principalfuente.
"Alrededor del 90 por ciento de estas fuentes resultaron no ser grupos", dice McDonald. "Pero lo divertido es que la pequeña cantidad de cosas que estamos encontrando son una especie de infractores de las reglas".
El nuevo documento informa los primeros resultados de la encuesta CHiPS, que hasta ahora ha confirmado un nuevo cúmulo de galaxias que alberga un agujero negro central extremadamente activo.
"El brillo del agujero negro podría estar relacionado con cuánto está comiendo", dice McDonald. "Esto es miles de veces más brillante que un agujero negro típico en el centro de un cúmulo, por lo que es muy extremo en su alimentación.no tengo idea de cuánto tiempo ha estado sucediendo o continuará sucediendo. Encontrar más de estas cosas nos ayudará a comprender si se trata de un proceso importante o simplemente una cosa extraña de la que solo hay una en el universo ".
El equipo planea examinar más datos de rayos X en busca de cúmulos de galaxias que podrían haberse perdido la primera vez.
"Si la encuesta CHiPS puede encontrar suficientes de estos, podremos determinar la tasa específica de acreción en el agujero negro donde cambia de generar principalmente radiación a generar energía mecánica, las dos formas principales de salida de energía de los agujeros negros", dice Brian McNamara, profesor de física y astronomía en la Universidad de Waterloo, que no participó en la investigación." Este objeto en particular es interesante porque contradice la tendencia. O la masa del agujero negro supermasivo central es mucho menor de lo esperado,o la estructura del flujo de acreción es anormal. Los bichos raros son los que más nos enseñan ".
Además de arrojar luz sobre el comportamiento de alimentación o de acreción de un agujero negro, la detección de más cúmulos de galaxias puede ayudar a estimar qué tan rápido se está expandiendo el universo.
"Tomemos, por ejemplo, el Titanic", dice McDonald. "Si sabe dónde aterrizaron las dos piezas más grandes, podría mapearlas hacia atrás para ver dónde chocó el barco con el iceberg. De la misma manera, si sabe dóndeLos cúmulos de galaxias están en el universo, que son las piezas más grandes del universo, y qué tan grandes son, y tienes información sobre cómo se veía el universo al principio, lo que sabemos por el Big Bang, entonces podrías trazar un mapacómo se expandió el universo ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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