Descripción de la imagen: La imagen del cúmulo de galaxias Coma es muy interesante porque muestra miles de galaxias, no en un universo vacío de materia sino en medio de gigantescas burbujas de gas caliente, visible gracias al telescopio espacial de rayos X Chandra. Este gas llena el espacio entre las galaxias y representa una masa mucho mayor que las propias galaxias. Créditos: Rayos X: NASA / CXC / MPE / J. Sanders et al; óptico: SDSS.
Los cúmulos de galaxias son las estructuras más grandes observables de nuestro Universo. Están constituidos por cientos de galaxias, unidas por sus propias atracciones gravitacionales.
Entre las galaxias hay mucha materia, mucha más materia que dentro de las propias galaxias, esta materia está constituida por gas de diferentes temperaturas y granos de polvo. El gas caliente, cuya temperatura puede alcanzar los 100 millones de grados, forma un plasma, es decir, una sopa de materia donde los electrones están separados de los núcleos. En esta sopa de baja densidad, con 1000 partículas por metro cúbico, solo hay partículas cargadas, en otras palabras, iones y electrones separados. Este plasma es un fuerte emisor de rayos X.
Las observaciones de las velocidades de las galaxias y del gas intracluster muestran que la masa visible (estrellas, gas) no es suficiente para explicar las fuerzas gravitacionales observadas. La mayoría de la masa del cúmulo se atribuye, por lo tanto, a la materia oscura.
El Cúmulo de Coma es un cúmulo de galaxias. Es esférico, muy denso en su centro, y contiene más de 1000 galaxias identificadas. Se encuentra a 300 millones de años luz de distancia, junto con el Cúmulo de Virgo en la constelación de Virgo.
Estos enormes brazos de gas caliente que se ven en el cúmulo de galaxias Coma cubren al menos medio millón de años luz. Este campo de visión nos da una idea de cómo el Cúmulo de Coma ha crecido y sigue creciendo gracias a las fusiones de pequeños grupos de cúmulos de galaxias. Actualmente es una de las estructuras más grandes del Universo mantenidas juntas por la gravedad. Los datos ópticos de esta imagen compuesta muestran cientos de galaxias pertenecientes al Cúmulo de Coma.
Todas estas galaxias juntas representan poca masa en comparación con toda la estructura cósmica gaseosa. Contienen solo alrededor de una sexta parte de la masa de gas caliente. Además, en esta imagen procesada con los datos de Chandra, solo vemos las emisiones de rayos X más brillantes. En realidad, el gas caliente llena completamente el campo de visión.
Los investigadores creen que estos gigantescos brazos probablemente se formaron con el gas perdido por los cúmulos de galaxias en su movimiento. El gas fue arrancado por los "vientos" creados por el movimiento del cúmulo de galaxias. En la imagen ampliada, se puede ver a las galaxias arrastrando detrás de ellas una nube de gas caliente (en rosa).
Coma es un cúmulo de galaxias inusual, porque no contiene una, sino dos galaxias elípticas gigantes cerca de su centro. Estas dos galaxias elípticas gigantes son probablemente el resultado de la fusión en el pasado de pequeños grupos de galaxias. La mayoría de los modelos teóricos predicen que las fusiones entre grupos como los de Coma producen una fuerte turbulencia, como en la superficie del mar agitada por el paso de muchos barcos. La observación del Cúmulo de Coma muestra que estos largos brazos de gas caliente de forma lisa se encuentran en un entorno bastante tranquilo, incluso después de numerosas fusiones. Aunque la cantidad de turbulencia en un cúmulo de galaxias es difícil de estimar, los astrofísicos creen que los campos magnéticos a gran escala son probablemente responsables de la poca turbulencia presente en Coma.
La dinámica de las galaxias dentro del Cúmulo de Coma está dominada por la gravedad de la materia oscura. La velocidad de las galaxias puede alcanzar varios cientos de kilómetros por segundo, lo que indica una masa total del cúmulo de aproximadamente \(10^{15}\) masas solares.
Estos datos sobre el Cúmulo de Coma se obtuvieron después de más de seis días de tiempo de observación. Un artículo sobre las observaciones de Chandra fue publicado en la revista Science el 20 de septiembre de 2013. El autor principal del artículo es Jeremy Sanders, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching, Alemania.
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