Cómo los grupos de galaxias antiguas se mantienen activos durante la jubilación |Blog de OUP

2022-09-17 12:51:26 By : Ms. Grace Wu

Perspectivas académicas para el mundo del pensamiento de Oxford University PressMonthly Notices of the Royal Astronomical Society es una de las principales revistas de investigación primaria del mundo en astronomía y astrofísica, así como una de las más antiguas.Publica los resultados de investigaciones originales en astronomía posicional y dinámica, astrofísica, radioastronomía, cosmología, investigación espacial y diseño de instrumentos astronómicos.Tan recientemente como a principios del siglo XX, predominaba la idea de que la Vía Láctea contenía todo lo que existía en el Universo y los astrónomos desconocían la existencia de otras galaxias o cualquier tipo de sistema estelar fuera de nuestra galaxia.Algunas nebulosas observadas que habían sido identificadas como cúmulos de estrellas o nubes de gas radiante finalmente fueron demasiado débiles para ser resueltas, incluso con los mejores telescopios, por lo que sus distancias permanecieron desconocidas.Para estas nebulosas observadas anteriormente, el filósofo Immanuel Kant (1724-1804) sugirió que algunas podrían ser sistemas distantes de estrellas (otras Vías Lácteas), pero la evidencia para respaldar esta sugerencia estaba más allá de las capacidades de los telescopios de esa época.Fue solo en 1924 cuando Edwin Hubble utilizó un nuevo telescopio reflector de 2,5 metros en el Monte Wilson en California que pudo medir la distancia a la galaxia de Andrómeda utilizando variables cefeidas, una técnica iniciada por Henrietta Leavitt.Aunque su estimación (900.000 años luz) era aproximadamente la mitad de la distancia real que conocemos hoy para la galaxia de Andrómeda, era la primera vez que alguien midió una distancia tan grande en el Universo que la naturaleza fundamental del descubrimiento permaneció intacta.Esta medida estableció la existencia misma de galaxias separadas de estrellas muy por fuera de los límites de la Vía Láctea, marcando el comienzo del estudio de un nuevo campo científico: la astronomía extragaláctica.Ahora somos conscientes de que las galaxias son sistemas unidos por la gravedad que se formaron en las etapas iniciales del Universo, unos 400 millones de años después del Big Bang (cuando el Universo tenía aproximadamente el 3% de su edad actual) y contienen polvo, gas y algo entre unos pocos millones a billones de estrellas.Los astrónomos creen que casi todas, si no todas, las galaxias están incrustadas en un halo de materia oscura que también alberga un agujero negro supermasivo en sus núcleos.Sin embargo, no todas las galaxias exhiben la misma morfología y ciertamente no habitan en el mismo ambiente.Una estimación aproximada reciente reveló que hay entre un billón y un millón de millones de galaxias en el universo observable.Morfológicamente, la gran mayoría de las galaxias brillantes observadas en el universo son espirales (galaxias con un disco giratorio plano que presenta una protuberancia central rodeada de brazos espirales; una rueda giratoria cósmica de estrellas viejas y jóvenes, así como materia interestelar) o elípticas (galaxias de tipo primitivo que son bastante redondas o ligeramente alargadas a sistemas en forma de elipsoide que contienen principalmente estrellas más viejas con muy poca materia interestelar).Mientras que unas pocas galaxias están aisladas o en pares, más a menudo el entorno en el que se encuentran varía desde un sistema de unas pocas decenas de galaxias (grupos de galaxias) hasta una gran asociación de miles de galaxias (cúmulos de galaxias), con las mayores concentraciones de galaxias. Las galaxias se encuentran principalmente a través de los nudos entre la vasta red de estructura filamentosa que se extiende por nuestro universo.Sin embargo, la mayoría de las galaxias y estrellas del Universo residen en grupos de galaxias, por lo que son los laboratorios más importantes para estudiar la formación y evolución de galaxias.Contienen más de la mitad de todas las galaxias, en comparación con los cúmulos con solo el 2%.Si bien la gente podría pensar en ellos como mini-cúmulos, no son simplemente versiones reducidas de cúmulos de galaxias, ya que poseen potenciales gravitacionales superficiales y bajas velocidades relativas entre sus galaxias miembros que conducen a fusiones de galaxias e interacciones de marea que impulsan rápido evolución de galaxias.Se cree que casi todas las galaxias son parte de un grupo de galaxias en alguna etapa de su evolución (el llamado preprocesamiento) antes de que finalmente se asimilan en cúmulos.En la etapa inicial del desarrollo de un grupo, las interacciones y fusiones de galaxias conducen a una mayor formación de estrellas, crecimiento de agujeros negros y transformación de galaxias.Pero este proceso también es un camino hacia lo que se ha considerado como la "muerte de las galaxias": las grandes galaxias espirales se transforman en tipos primitivos con poca o ninguna formación de estrellas, ya que un flujo de gas hacia el núcleo galáctico desencadena fenómenos de rápida formación de estrellas mientras se acumula un halo de gas de alta temperatura (10 ^ 6– 10 ^ 8 K) que eventualmente rodea las galaxias (visible solo en los rayos X).A cualquier galaxia nueva que pueda caer en el grupo en esta etapa, se le quitará el gas frío por el halo de gas caliente acumulado, ahogando también su formación estelar, y eventualmente terminaremos con un sistema aparentemente inactivo en el que el las estrellas envejecen lentamente y la mayoría de las galaxias son "rojas y muertas".Para los grupos de galaxias donde las galaxias dominantes son principalmente elípticas, estos procesos evolutivos ocurrieron antes en el pasado, por lo tanto, especialmente en el Universo local, generalmente se cree que los grupos de galaxias se establecieron en un retiro tranquilo después de la actividad frenética de colisiones y explosiones asociadas con su formación.Sin embargo, con las observaciones de múltiples longitudes de onda, surgió una imagen diferente para los astrónomos: la de una actividad violenta.Estos sistemas no están muertos, sino que se han vuelto activos de una manera diferente: están dominados por la actividad del gas que alimenta el núcleo supermasivo central que enciende un núcleo galáctico activo.Este proceso puede producir emisiones de radio que pueden lanzar poderosos chorros o vientos de partículas relativistas, que pueden viajar miles o millones de años luz hacia el entorno circundante impulsando flujos de gas, choques, etc. Estos rápidos flujos de salida desde el centro de la galaxia están empujando encender y calentar gas cerca de la galaxia y soplar burbujas en el gas “reciclando” y transformando la galaxia y el entorno circundante.Eventualmente, estas interacciones ambientales dejan huellas tanto en el halo circundante desarrollado de gas caliente que se ve en los rayos X como en los plasmas producidos en el núcleo a partir de la interacción con fuertes campos magnéticos que son principalmente visibles en las longitudes de onda de radio.Esta es la razón por la que los astrónomos utilizan un enfoque unificado, combinando observaciones en múltiples bandas de onda para comprender el proceso de formación de galaxias.Esto brinda una oportunidad única de aprender sobre eventos que tuvieron lugar en un pasado en gran medida imperceptible al combinar un mosaico de información.Un comportamiento tan vigoroso en un antiguo grupo de galaxias en el universo local (NGC 1550) fue inesperado ya que una galaxia que cae parece haber puesto en movimiento todo el núcleo del grupo, reiniciando los procesos de evolución de galaxias y sugiere que debemos reevaluar la medida en que los grupos de galaxias pueden cambiar, incluso hoy, y piense de nuevo en cómo podrían ser en el futuro.El grupo de galaxias NGC 1550, visto usando una combinación de observatorios ópticos, de radio y de rayos X.Las galaxias y las estrellas en primer plano se muestran utilizando imágenes ópticas multicolores del sondeo PanSTARRs.Los colores azules muestran la emisión de rayos X del halo de gas caliente a 10 millones de grados que rodea las galaxias, fotografiado por los observatorios Chandra de la NASA y XMM-Newton de la ESA.La emisión de radio, detectada con el radiotelescopio gigante de ondas métricas a 610 MHz y que se muestra en verde, rastrea los chorros de partículas de alta energía expulsados ​​por el agujero negro supermasivo en el corazón de NGC 1550 hace unos 33 millones de años.La asimetría de estos chorros fue la primera pista de que el grupo había sido perturbado por la caída de una nueva galaxia.Imagen de Konstantinos Kolokythas y Ewan O'Sullivan a través del observatorio Chandra de la NASA, el observatorio XMM-Newton de la ESA y el radiotelescopio gigante de ondas métricas (GMRT) de Pune, India.Konstantinos Kolokythas es becario postdoctoral en la Universidad North-West en Sudáfrica.Su investigación se centra en la astrofísica extragaláctica y en particular en la evolución de los grupos de galaxias cercanas mediante observaciones multibanda con interés en la evolución de los chorros de radio, su impacto en el medio intragrupo y la relación de los núcleos galácticos activos y las propiedades de formación estelar. de grupos de galaxias en el Universo local.Es el autor principal de "Evidence of AGN feedback and sloshing in the X-ray luminous NGC 1550 galaxy group", publicado recientemente en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.Nuestra Política de privacidad establece cómo Oxford University Press maneja su información personal y sus derechos para oponerse a 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