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La mega estructura galáctica Saraswati.

Es sabido que en el Universo hay estructuras jerárquicas.
Las galaxias se unen en cúmulos. Por ejemplo, la Vía Láctea pertenece al Grupo Local. A su vez, los cúmulos de galaxias se unen en supercúmulos. El Grupo Local pertenece al Supercúmulo de Virgo. Estos supercúmulos, se reúnen en mega estructuras. Así es como el Supercúmulo de Virgo pertenece a la mega estructura Laniakea (pdp, 5/sep./2014, Laniakea, el cielo inconmensurable, https://paolera.wordpress.com/2014/09/05/laniakea-el-cielo-inconmensurable/) .

Se han descubierto varias de estas mega estructuras estelares, un ejemplo de ellas son la Gran Muralla Sloan y la Muralla de Hércules (pdp, 18/nov./2015, Se confirma la existencia de la Muralla de Hércules, https://paolera.wordpress.com/2015/11/18/se-confirma-la-existencia-de-la-muralla-de-hercules-corona-boreal/).

De esta manera, todas estas estructuras se disponen a lo largo del Universo en una red filamentosa donde las galaxias y grupos de ellas están “hilvanadas” como perlas en un collar.

Ahora se agrega otra megaestructura a esa red de materia.
En dirección a la constelación de Picis, a 4 mil millones de años luz (AL), cubriendo una región de unos 600 millones de AL se encuentra Saraswati (en honor a la Diosa de la cultura India).

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Saraswati – Crédito: IUCAA

Se muestra como cuando el Universo tenía 10 mil millones de años de edad y contiene unas 20 mil billones (20 mil millones de millones) de masas solares. El conocido cúmulo de galaxias ABELL 2631 es uno de sus miembros.

 

Referencia:

Fuente:

pdp

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Se encuentra la mitad de la materia bariónica faltante.

Los bariones, son partículas sub-atómicas tales como los protones y neutrones que se encuentran en el núcleo de los átomos (https://es.wikipedia.org/wiki/Bari%C3%B3n).
La materia ordinaria es entonces materia bariónica.
Pero en el Universo el 95% de la materia es materia obscura (23%) y energía obscura (72%). La primera se encarga de mantener armadas a las grandes estructuras galácticas. La segunda, se encarga de acelerar la expansión Universal. Ambas reciben el calificativo de “obscuras” por no poder ser observas, sólo detectadas gravitacionalmente.
El resto de la materia (5%) es materia ordinaria. Pero de ella sólo se observa la mitad.

Según los estudios, esa materia ordinaria faltante está dada por gas ionizado, es decir, gas formado por átomos partidos en electrones, protones; o sea en bariones. Este gas formaría estructuras de filamentos que unen a las galaxias.
El Espacio tiene una trama filamentosa de gasa gran escala, donde las galaxias y cúmulos de ellas se encuentran en esos filamentos como “perlas en un collar”.

Model of universe structure

Ilustración de la estructura de filamentos que hay en el Espacio a gran escala – Crédito:  Andrey Kravtsov

El efecto Siunyáiev – Zeldóvich (SZ), se produce cuando la radiación de fondo en micro-ondas interactúa con materia ionizada. Esa radiación, es la que proviene del Big-Bang, el origen del Universo. Al interactuar con los bariones, altera su frecuencia hacia mayores energías (pdp, 17/mar./2017; Un agujero en la rdiación de fondo…, https://paolera.wordpress.com/2017/03/17/un-agujero-en-la-radiacion-de-fondo-en-mircoondas-el-efecto-siunyaiev-zeldovich/). Eso hace que en la región donde se encuentra con gases ionizados se la deje de detectar en micro-ondas.

Observando galaxias del tipo Brillantes Rojas, se encontró que entre ellas se estaba dando el efecto SZ. Luego, la radiación de fondo está interactuando con gas ionizado que se encuentra entre ellas. El análisis de ese efecto sugiere que se trata de filamentos en los que se encuentran esas galaxias. Estos filamentos de materia conforman aproximadamente la mitad de la materia bariónica faltamte y son muy tenues para haber sido detectado antes con los instrumentos disponibles en rayos X.

Referencia:

Fuentes:

pdp.

Una estela gaseosa anómala en Abell 1033.

Una chispa es un objeto pequeño incandescente que puede dejar una estela de humo a su paso.
A medida que se desplaza, el humo que la precede se va disipando.

Abell 1033, es un sistema dado por dos cúmulos de galaxias que están colisionando a 1600 millones de años luz de Casa. Allí, una galaxia está viajando en el material intergaláctico o intracumular interactuando con él. Mientras lo hace, va dejando una estela de gas, como una chispa de tamaño galáctico. Se espera que esa estela se vaya diluyendo, sobre todo su última parte. Muy por el contrario de lo esperado, la cola de esa estela gaseosa es más brillante que sus partes anteriores.

Mientras se busca la explicación, se tiene en cuenta que esa cola brillante está físicamente cerca del centro de los cúmulos en colisión. Por algún mecanismo, esa cola recibe energía seguramente liberada por el choque en curso.

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Imagen de galaxias en Abell 1033 crédito de Francesco de Gasperin/Leiden University.

En el centro de la imagen se observa una galaxia en color blanco – anaranjado. A la izquierda se aprecia a la galaxia que va dejando el rastro de gas en color anaranjado. Se puede apreciar cómo la estela de gas se va diluyendo hacia la parte final donde vuelve a ser más brillante.

Referencia:

Fuente:

pdp.

El protocúmulo Gran Esperanza Roja.

Las galaxias no están aisladas, se unen en cúmulos de galaxias.
El estudio de estas estructuras permite saber más sobre la materia obscura y las condiciones dadas en las primeras épocas del Universo.

Los protocúmulos de galaxias, son las estructuras que dan origen a las agrupaciones de galaxias. Se caracterizan por tener una importante componente de radiación roja. Ésta se debe a masivas y pasivas galaxias globulares o elípticas en su centro.
Para comienzos del mes de septiembre del 2017, se publicó el descubrimiento de un protocúmulo familiarmente bautizado como Gran Esperanza Roja (GRH – Great Red Hope).
Eso se debe a su gran componente roja, la que hizo pensar que se encontraba más lejos de lo que realmente se encuentra.
Consta de al menos 10 galaxias con gas y polvo con una extrema formación estelar, donde se están dando entre 6500 a 14000 estrellas de tipo Solar al año.

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Imagenes en falso color de GRH publicada en el trabajo de I. Oteo et al. Se señalan en contoro blanco a los 11 miembros del protocúmulo.

Todas las estructuras miembro de este cúmulo se encuentran distribuidas en una región de 780 mil años luz (AL) x 930 mil AL. Posee una masa molecular de 600 mil millones de masas solares. Por sus características, puede tratarse de un protocúmulo progenitor de un cúmulo de galaxias similar al cúmulo de Coma (https://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%Bamulo_de_Coma).

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Imagen en falso color compuesta por diferentes mosaicos del cúmulo de Coma – Crédito de NASA / JPL-Caltech / L. Jenkins (GSFC)

La gran formación estelar que se da en todos sus miembros simultáneamente, es consistente con los tiempos cortos de agotamiento de gas observados. Posiblemente, este cúmulo se vea alimentado por el flujo de gas de la red cósmica donde se desarrollan estas estructuras, lo que le permite generar estrellas por algunos cientos de millones de años.

Fuente:

pdp.

Galaxias medusa: El resultado de la presión de arrastre.

Entre los diferentes tipos de galaxias están las galaxias medusa.
Nunca mejor puesto un nombre. Realmente parecen medusas y eso le cabe a galaxias de diferentes tipos.
En el cúmulo de galaxias Abell 2670 (A 2670), hay una elíptica con brazos de medusa (pdp, 5/may./2017, Una elíptica com gas en Abell 2670, https://paolera.wordpress.com/2017/05/05/una-eliptica-con-gas-en-abell-2670/).

Web

Imagen en falso color de la galaxia elíptica de Abell 2670. Se aprecia su curiosa forma con una región de formación de estrellas (color azul-lila). Se observan pequeñas estructuras en forma de gotas con formación de estrellas. Imagen publicada en el trabajo de Yun-Kyeong Sheen et al.

En el cúmulo de relativa baja masa A957, se encuentra una galaxia de disco catalogada como JO204 con brazos de medusa de 60 mil años luz de largo, saliendo como perpendicularmente al plano dirigidos en la dirección opuesta al centro del cúmulo, dándole realmente el aspecto de medusa.

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Imagne de JO204 publicada en el trabajo de Marco Gullieuszik et al.

Se trata de casos de presión por arrastre.
Cuando un objeto se mueve en un medio, siente el arrastre por el rozamiento en ese medio y pierde masa, algo similar a lo que le sucede a un cometa cuando es “despeinado” por el viento solar.
En el caso de las galaxias medusa, éstas friccionan con el material intergaláctico o intracumular y eso provoca el desprendimiento de material galáctico. Obviamente ese material es el que forma esos brazos en la dirección contraria al movimiento. JO204 habría comenzado este proceso hace unos 500 millones de años mientras precipita al centro del cúmulo.

Animación de la formación de los brazos de medusa por presión de arrastre – Crédito Hubble HD.

Pero hay una consecuencia relacionada con la formación de esos brazos.
Esta pérdida de materia hace que disminuya la formación estelar, a menos que en el camino la galaxia haya recuperado materia asimilando a otra galaxia menor, como es el caso de la elíptica de A 2670.

Fuente:

  • Draft version August 31, 2017, GASP IV: A MUSE VIEW OF EXTREME RAM-PRESSURE STRIPPING IN THE PLANE OF THE SKY: THE CASE OF JELLYFISH GALAXY JO204, Marco Gullieuszik et al.
    https://arxiv.org/pdf/1708.09035.pdf

Transporte de materia entre galaxias.

En el espacio hay flujos de materia a diferentes escalas.
Cuando un asteroide impacta sobre un objeto mayor, tal como un planeta, los escombros que se elevan por el choque vuelven a caer sobre el planeta. A veces, queda una nube de polvo en órbita por un tiempo, la que retorna al planeta en lo que sería un caso de re-acreción de materia.
Pero en algunos casos, si el impacto es muy fuerte, los escombros pueden tener la velocidad necesaria para abandonar el planeta y salir al espacio. En tal caso, esos escombros pueden llegar a otro planeta en un caso de acreción de materia vecina o ajena.
Así es como se han hallado en Casa rocas de Marte y la Luna, incluso una posiblemente de Mercurio (pdp, 4/feb./2013, NWA 7325 podría ser un pedazo de Mercurio, https://paolera.wordpress.com/2013/02/04/nwa-7325-podra-ser-un-pedazo-de-mercurio/).

Esta situación también se da a escalas galácticas.
Cuando una estrella presenta un estallido de supernova (SN), expulsa materia a grandes velocidades. Parte de esa materia puede volver a lo que queda de la estrella y otra parte se aleja en forma explosiva. La materia expulsada por la SN está dada por materia de la propia estrella que estalló e incluso por materia vecina “volada” por el colosal estallido.
A veces, parte de esa materia cae en otra estrella vecina y a veces no.
Como en el caso de los escombros y polvo producidos por el choque de un asteroide con un planeta; esta materia expulsada por la SN se aleja de la galaxia para retornar en unos cientos de millones de años en forma de re-acreción. Un ejemplo de esto puede ser la Nube de Smith, descubierta en los años ‘60; una nube de gas que está viniendo, o tal vez volviendo, a la Vía Láctea (pdp, 3/feb./2016, La nube de Smith, https://paolera.wordpress.com/2016/02/03/la-nube-de-smith/).

Pero si la velocidad conque el material fue expulsado por la SN supera la velocidad de escape, esta nube podría abandonar su galaxia hospedante para salir al espacio intergaláctico. Con los años, caería en otra galaxia en lo que sería una acreción de materia extragaláctica.
Así, existiría transporte intergaláctico de materia, por lo que no sería extraño que en una galaxia haya materia proveniente de otra.

Intergalactic transfer may be occurring between galaxies M81 (bottom right) and M82 (upper left).

Imagen de las galaxias M81 (abajo a la derecha) y M82 (arriba a la izquierda) entre las que podría estar dándose transporte intergaláctico de materia. Crédito de Fred Hermann

Quizás, algunos átomos con los que se formó nuestro Sistema Solar y nosotros mismos, hayan provenido de una nube de materia extragaláctica.
La idea del transporte de intergaláctico de materia no es tan descabellada si tenemos en cuenta que todo (incluso nosotros) está en el mismo Universo.

 

Referencia:

Fuente:

pdp.

Las galaxias pasivas de Abell 520.

Las galaxias se agrupan en cúmulos y éstos en supercúmulos.
Hay una estructura jerárquica. Esos supercúmulos forman filamentos o paredes como monstruosas estructuras galácticas.
Nuestra Galaxia está en el cúmulo llamado Grupo Local, el que está en el Supercúmulo de Virgo, el que está embebido en una estructura mayor llamada Laniakea (el cielo inconmensurable) (pdp, 5/sep./2014, Laniakea, el cielo inconmensurable, https://paolera.wordpress.com/2014/09/05/laniakea-el-cielo-inconmensurable/).

A veces dos galaxias colisionan y a veces lo hacen los cúmulos a los que pertenecen. El encuentro de dos cúmulos de galaxias, es un evento muy energético.
En esos cúmulos, no sólo hay galaxias, también hay materia, mucha de la cual pudo provenir de galaxias desmembradas. Cuando se encuentran dos cúmulos de galaxias, sus galaxias componentes sienten los efectos de ese encuentro. Hay interacciones ente ellas y el material intergaláctico dentro de cada cúmulo.
En ese encuentro, cada cúmulo precipita sobre el otro en una dirección dada por lo que se conoce como eje de fusión (merger axis).

Es lógico esperar que las galaxias se vean afectadas en el choque entre sus cúmulos.
Para analizar los posibles efectos en la evolución de galaxias en cúmulos en colisión, se observó a más de 400 galaxias pertenecientes a Abell 520 (A520). Este estructura también conocida como Choque de Trenes (Train Wreck), es el resultado de la colisión de cúmulos de galaxias. Se compararon estas observaciones con otras hechas en galaxias en cúmulos no colisionando a distancias similares a la de A520.

Se encontró que las galaxias de A520 muestran una baja producción de estrellas. En particular, hay galaxias “pasivas” (con su formación estelar muy baja) en una amplia región a lo largo del eje de fusión y principalmente en el centro del cúmulo.
Se espera que la interacción de las galaxias con el material intracumular o intergaláctico produzca un enriquecimiento que, junto a las ondas de choque que se generan, aumente la producción de estrellas. Es probable que esto haya sucedido, pero dando lugar a estrellas de corta vida (tal vez masivas) que no hayan superado los 400 millones de años.

mapaA520

Gráfico publicado en el trabajo de Boris Deshev et al.

En el gráfico se indica el eje de fusión en verde. Se aprecia la posición de las galaxias pasivas señaladas con círculos rojos. Las que están produciendo estrellas se señalan con estrellas celestes. Los diamantes verdes indican las galaxias “apagadas” recientemente (sin formación estelar) y los rombos violeta marcan la posición de agujeros negros.
Los puntos grises indican galaxias que no pertenecen a A520 (de fondo o de campo).

Fuente:

  • Astronomy & Astrophysics, July 12, 2017, Galaxy evolution in merging clusters: The passive core of the “Train Wreck” cluster of galaxies, A520, Boris Deshev et al.
    https://arxiv.org/pdf/1707.03208.pdf

pdp.