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Non-Equilibrium Processes in Galaxy Clusters

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Cúmulos de galaxias sin equilibrio

Se cree que los cúmulos galácticos son los objetos de mayor tamaño en todo el Universo sujetos a la fuerza de la gravedad. Astrofísicos financiados por la UE ahondaron en las abundantes observaciones disponibles para confirmar el papel de los procesos dinámicos en su evolución.

Tecnologías industriales

En los cúmulos de galaxias, la gravedad une a cientos de miles de galaxias formando grupos tan inmensos que se distorsiona el tejido del espacio-tiempo. Conforme a los conocimientos actuales, estos enormes objetos astrofísicos tardan miles de millones de años en formarse y crecer mediante la acreción de masa de su medio circundante intracúmulo (ICM). Se piensa que el gas absorbido se calienta y ralentiza a través de ondas de choque de gran magnitud que rodean a los cúmulos. Un equipo financiado por la UE identificó las trazas de una de estas ondas alrededor de uno de los cúmulos cercanos más suntuosos, el cúmulo de Coma, a una distancia aproximada de cien megapársecs. Los astrofísicos del proyecto NEPAL (Non-equilibrium processes in galaxy clusters) descubrieron su espectro de rayos gamma mediante observaciones desde el sistema de telescopios VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System). Esta herramienta de detección tan esperada proporciona una nueva sonda cosmológica para observar el ICM. A diferencia del gas incorporado desde el espacio intracumular, se espera que el gas que se encuentra en el núcleo de los cúmulos galácticos se enfríe con el tiempo hasta crear un flujo de gas lo suficientemente frío para condensarse y formar estrellas nuevas. El equipo de NEPAL logró detectar mediante imágenes de rayos X de gran resolución ese frente frío en el centro del cúmulo, y en ocasiones fuera del núcleo. En concreto, el flujo de cortadura subyacente a los frentes fríos puede generar los potentes campos magnéticos necesarios para estabilizarse contra las inestabilidades de Kelvin-Helmholtz. Estos campos magnéticos inducidos por el flujo de cortadura se habían llegado a reproducir con anterioridad en simulaciones por ordenador, pero faltaba probar su existencia. Los descubrimientos de NEPAL pueden abrir nuevas perspectivas sobre el núcleo más frío de los cúmulos galácticos, allá donde se encuentran las galaxias más antiguas y en el que apenas nacen unas cuantas estrellas nuevas. Se efectuaron estudios de seguimiento con observaciones a distintas longitudes de onda para obtener una visión más completa de la materia intergaláctica. No obstante, todos los resultados de NEPAL confirman la importancia de los procesos dinámicos en la evolución de los cúmulos de galaxias. En particular, los flujos de espirales extendidas están íntimamente relacionados con la estructura central de los cúmulos. El trabajo de investigación está todavía en curso con la finalidad de desarrollar un modelo consistente de los núcleos fríos empleando herramientas analíticas y numéricas nuevas.

Palabras clave

Cúmulos de galaxias, medio intracúmulo, ondas de choque, NEPAL, inestabilidades de Kelvin-Helmoholtz, simulaciones por ordenador

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