Investigadores de la Universidad de Birmingham han utilizado la nueva generación de observatorios espaciales de rayos X para estudiar las galaxias fósiles, grupos de galaxias antiguas en las que todas las galaxias grandes se han fusionado gradualmente para formar una galaxia gigante central.
Los astrónomos descubrieron una notable concentración de materia oscura y normal en los núcleos de estos sistemas estelares aislados, en comparación con la distribución de masa en los grupos de galaxias normales.
Muchas galaxias, incluida nuestra Vía Láctea, residen en grupos. A veces experimentan encuentros cercanos con otros miembros del grupo. Las simulaciones por computadora predicen que tales interacciones hacen que las galaxias grandes se muevan lentamente en espiral hacia el centro del grupo, donde pueden fusionarse para formar una sola galaxia gigante, que se traga progresivamente a todos sus vecinos.
Dado que muchos grupos de galaxias poseen halos extendidos de gas caliente y materia oscura, hace diez años se predijo que debería existir una clase de sistemas denominados grupos fósiles, en los que todas las galaxias principales se han fusionado para formar una galaxia gigante central. Esto estaría rodeado por una nube brillante de rayos X de gas caliente que se extiende hacia muchos radios galácticos.
Cuando descubrimos por primera vez los grandes halos de gas caliente en los que están incrustados algunos grupos muy compactos de galaxias, nos dimos cuenta de que solo unos pocos miles de millones de años de evolución adicional dejarían una galaxia única, gigante y fusionada en el centro de una brillante X- Ray Hal, dijo Trevor Ponman, el líder del grupo de Birmingham que hizo esta predicción y luego descubrió el primer grupo fósil en 1994.
Las teorías también sugirieron que los grupos fósiles que caen en grupos de galaxias aún más grandes pueden explicar las galaxias elípticas gigantes que a menudo se encuentran en los centros de dichos grupos.
El equipo de Birmingham ha observado seis grupos fósiles probables en los últimos dos años, aprovechando la visión nítida del Observatorio Espacial de Rayos X Chandra de la NASA y la alta sensibilidad de los ESA que orbitan el observatorio de rayos X XMM-Newton. Los seis grupos fósiles están ubicados hasta a dos mil millones de años luz de la Tierra. El objetivo principal del equipo era explorar los mecanismos por los cuales se forman los grupos fósiles y las galaxias elípticas gigantes.
La clave del estudio fue la distribución de materia oscura en los grupos fósiles. Esta misteriosa materia comprende más del 80 por ciento de la masa del Universo, pero su naturaleza es desconocida. La materia oscura nunca se ha detectado directamente, pero su presencia se infiere a través de su influencia gravitacional en la materia ordinaria.
La gran galaxia elíptica NGC 6482 fue de especial interés para el equipo, ya que es el grupo fósil más cercano conocido y podría estudiarse con gran detalle. Este gigante aislado, que brilla con el equivalente a 110 mil millones de soles, se encuentra a 100 millones de años luz de distancia en la constelación de Hércules. Utilizando el espectrómetro avanzado de imágenes CCD Chandras, Habib Khosroshahi, Trevor Ponman y Laurence Jones, utilizaron observaciones del gas caliente para rastrear la distribución de la materia oscura en NGC 6482. El gas se calienta a una temperatura de 10 millones de grados centígrados, principalmente debido a un choque calentamiento como resultado del colapso gravitacional.
Hablando hoy en la Reunión Nacional de Astronomía RAS en Birmingham, Habib Khosroshahi describió el descubrimiento de una notable concentración de materia oscura en el núcleo de NGC 6482. Khosroshahi también describió dos ejemplos más de alta concentración de masa en galaxias fósiles más masivas y más distantes estudiadas por tanto el telescopio Chandra como el XMM-Newton, aunque el caso de NGC 6482 es único, ya que es posible sondear el centro del sistema con mayor precisión.
Según Khosroshahi, se descubrió que la concentración de masa en el centro de estos antiguos grupos de galaxias, que se encuentra principalmente en forma de materia oscura, es típicamente cinco veces mayor que en los grupos de galaxias normales con masa y tamaño de halo similares. Esta concentración central de masa respalda la idea de que los grupos fósiles como NGC 6482 son estructuras muy antiguas que colapsaron mucho antes de que se formaran los grupos típicos de galaxias. "La explicación para una distribución tan centralizada de la materia oscura podría ser que el sistema se formó con un desplazamiento al rojo muy alto cuando el Universo era muy joven y denso", dijo Khosroshahi.
La gran ventaja de los grupos fósiles en comparación con los grupos normales es que no se está produciendo una interacción importante de galaxias, que puede agitar el gas caliente, agregó. Por lo tanto, proporcionan laboratorios ideales para estudiar las propiedades de la materia visible en forma de gas y estrellas, así como su contenedor, la materia oscura.
Fuente original: Comunicado de prensa de RAS
