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Ondas de K-H en el cúmulo de Virgo.

Cuando un fluido se mueve en un medio, en su interfaz (superficie límite entre ellos) aparecen inestabilidades conocidas como inestabilidades de Kelvin – Holmholtz (K-H).
Esas inestabilidades generan las ondas de K-H y se las puede observar en la Naturaleza en los bucles de los hilos de humo de un incienso, en el cielo como nubes onduladas y hasta en la materia interestelar en el espacio exterior (pdp, https://paolera.wordpress.com/2015/03/05/ondas-de-kelvin-holmholtz-en-orion/).

El cúmulo de galaxias de Virgo, está dominado por la gran elíptica central M87 (https://es.wikipedia.org/wiki/Galaxia_el%C3%Adptica_M87). A unos 3 millones a años luz de ella, se encuentra otra elíptica miembro del cúmulo; la galaxia M60 (https://es.wikipedia.org/wiki/Galaxia_el%C3%Adptica_M60).
Esta última está precipitando hacia el centro de cúmulo a una velocidad aproximada de 1000 Kms./seg., en dirección a M67.
En ese viaje, sufre la presión de arrastre por friccionar con el material intracumular. Debido a ese arrastre pierde materia en forma de colas de gas. En la interfaz de esa materia soltada y la intracumular, se dan inestabilidades de K-H y por lo tanto ondas del mismo tipo.

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Imagen en rayos X de M60 publicada en el trabajo de R. A. Wood et al.

En la imagen de aprecia las alas norte y sur (N Wing; S Wing) producto de las ondas de K-H generadas debido a la velocidad relativa entre el gas soltado por fricción y el material intracumular.
Las simulaciones verifican este efecto observado.

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Imagen publicada en el trabajo de R. A. Wood et al.

Nótese la similitud de las estructuras onduladas obtenidas al emular la fricción que siente el material contenido en un sistema moviéndose en un medio.

Fuente:

  • DRAFT VERSION MARCH 20, 2017, THE INFALL OF THE VIRGO ELLIPTICAL GALAXY M60 TOWARD M87 AND THE GASEOUS STRUCTURES PRODUCED BY KELVIN-HELMHOLTZ INSTABILITIES, R. A. WOOD et al.
    https://arxiv.org/pdf/1703.05883.pdf

pdp.

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Filamentos relacionados al Cúmulo de Virgo.

La materia en el Universo, forma estructura que podría de se tipo fractal.
Una red de filamentos y placas, donde viven cúmulos de galaxias y algunas galaxias aisladas; todo hilvanado como perlas en un collar. Por esos filamentos, las galaxias pueden ir hacia regiones más densas del Universo y hasta pueden ser canales para que dos cúmulos de galaxias viajen hacia una mutua fusión.

Nuestra galaxia vive en el cúmulo conocido como Grupo Local. El cúmulo vecino más cercano es el Cúmulo de Virgo (CV); todos inmersos en el Súper Cúmulo de Virgo; todo en la súper estructura Laniakea (el cielo inconmensurable).

Estudios de las vecindades del CV, permitieron confirmar la existencia siete filamentos. A través de esos filamentos, hay galaxias precipitando hacia el cuerpo principal del CV. Allí, se observa una distribución colineal de galaxias elípticas (grandes y masivas) que están vinculadas con al menos dos de estos filamentos, los filamentos Leo II A y Leo II B; donde Leo II A incluye al cuerpo principal del grupo Leo II. Además, hay un filamento hacia el grupo NGC 5656/4 por donde hay galaxias dirigiéndose hacia ese grupo. Solamente en 6 filamentos se detectaron 150 galaxias.
También se hallaron estructuras laminares que incluyen a las galaxias del grupo W y M del CV. Esas galaxias de las láminas W-M, no muestran influencias significativas del CV.

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Estructuras en filamentos y placas vecinas al Cúmulo de Virgo. El rectángulo señala los objetos del Catálogo Extendido del Cúmulo de Virgo. Imagen publicada en el trabajo de S. Kim et al.

Todo esto viene a confirmar los modelos evolutivos de las estructuras galácticas.

Referencias:

Fuente:

pdp.

Efectos de la fuerza de arrastre en el cúmulo de Virgo.

La fuerza o presión (fuerza por unidad de superficie) de arrastre, es lo que siente un cuerpo o sistema que se mueve en un medio contra el que interactúa o fricciona.
Las galaxias viven en cúmulos de ellas. Así como en ellas hay material interestelar, dentro del cúmulo hay material intracumular. Cuando las galaxias viajan dentro del cúmulo, sienten el arrastre de moverse en ese medio, el que para las dimensiones galácticas, no está tan vacío.

La materia intracumular interacciona con la interestelar dentro de las galaxias generando estructuras de diferentes tipos.

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Imágenes publicadas en el trabajo de A. Abramson et al.

Veamos los casos de las galaxias NGC 4522 y 4402 viajando en el medio intracumnular del cúmulo de Virgo. Ambas interaccionan casi de plano con el medio intracumular.
Ambas muestran deformaciones debido al arrastre. Muestran un plano galáctico algo doblado hacia atrás del movimiento en el medio.
En algunas regiones de observa el brote de estrellas jóvenes debido a la compresión de materia que se produce favoreciendo el colapso del gas. En un caso estas estrellas están en regiones de frente al movimiento, y en otro caso en regiones en la dirección opuesta el movimiento. Plumas de polvo hacia afuera del plano. Brazos de gas y estrellas en direcciones que no pertenecen al plano galáctico y hacia atrás del movimiento.

Fuente:

pdp.

Primer cúmulo globular hiperveloz detectado.

Hay estrellas de alta velocidad, empujadas por diferentes procesos. Algunas son ex-integrantes de un sistema binario [1], donde una de las estrellas estalló liberando a su compañera. Otras son aceleradas en encuentros cercanos gravitatorios con otras estrellas, en particular las que sufren interacciones gravitacionales de 3 cuerpos cerca del centro galáctico, donde interviene el agujero negro central.

En la dirección de M87 [2], una galaxia elíptica ubicada en el centro del cúmulo galáctico de Virgo [3], se observó un objeto acercándose a nosotros a la impresionante velocidad de 1000 Km. por segundo, la que es una velocidad muy atípica para esa región.  La fotometría [4] y espectroscopía [5] del objeto, son coherentes en confirmar que se trata de algo masivo. Obviamente, un objeto de ese tipo fue acelerado por un encuentro gravitacional de 3 cuerpos. Un modelo sugiere que puede tratarse de un agujero negro(*) eyectado que en su viaje arrastra estrellas a su alrededor. En este caso, se trataría de un objeto muy exótico y difícil de darse. Lo más probable es que se trate de un cúmulo globular(**) eyectado de M87 por un encuentro gravitacional de 3 cuerpos con la intervención del agujero negro supermasivo de su galaxia anfitriona. Así se lo catalogó como HVGC-1 (Hyper Velocity Globular Cluster – 1; o sea Cúmulo Globular de Hipervelocidad -1)

Es altamente probable, que en el encuentro gravitatorio que lo aceleró, el cúmulo haya perdido estrellas quedándose con las más cercanas y ligadas el centro donde se supone que puede vivir un agujero negro de masa intermedia.
El gran valor medido de la velocidad, corresponde a su velocidad radial (en la dirección del observador), por lo que es lógico suponer que su velocidad espacial está orientada en su mayor parte hacia nosotros, lo que hace que su velocidad tangencial (perpendicular a la dirección de observación) sea muy pequeña, de lo contrario, su velocidad espacial sería mucho mayor aún. Así y todo, estaría más dejos del centro de su galaxia que los 255 mil años luz de separación proyectada sobre el cielo. Teniendo en cuenta su velocidad radial observada, llevaría la velocidad necesaria para escapar de su galaxia, estaría recorriendo unos 7 años luz por milenio, luego es muy probable que actualmente (sin considerar al distancia que nos hace ver todo en tiempo pasado) ya haya salido del Cúmulo de Virgo y esté vagando por el espacio intercumular (entre los cúmulos de galaxias).

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Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Estrella_binaria
  2. http://es.wikipedia.org/wiki/Galaxia_el%C3%ADptica_M87
  3. http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%BAmulo_de_Virgo
  4. http://es.wikipedia.org/wiki/Fotometr%C3%ADa
  5. http://es.wikipedia.org/wiki/Espectroscopia_astron%C3%B3mica

(*) – http://es.wikipedia.org/wiki/Agujero_negro
(**) – http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%BAmulo_globular

Fuente:

  • A Globular Cluster Toward M87 with a Radial Velocity < -1000 km/s: The First Hypervelocity Cluster – http://arxiv.org/abs/1402.6319

pdp.