Articulo de referencia

cúmulo de galaxias

Imagen compuesta de BoRG-58 , un grupo de 5 galaxias agrupadas tan solo 600 millones de años después del nacimiento del Universo [ 1 ]. Un cúmulo de galaxias , o un grupo de gal...

Imagen compuesta de BoRG-58 , un grupo de 5 galaxias agrupadas tan solo 600 millones de años después del nacimiento del Universo [ 1 ].

Un cúmulo de galaxias , o un grupo de galaxias , es una estructura que consta de cientos a miles de galaxias que están unidas por la gravedad , [ 1 ] con masas típicas que van desde10 14 a10 15 masas solares ( M ). Los cúmulos consisten en galaxias, gas caliente y materia oscura. [ 2 ] Son las estructuras ligadas gravitacionalmente más grandes conocidas en el universo . [ 3 ] Se creía que eran las estructuras más grandes conocidas en el universo hasta la década de 1980, cuando se descubrieron los supercúmulos . [ 4 ] Los agregados pequeños de galaxias se denominan grupos de galaxias en lugar de cúmulos de galaxias. Juntos, los grupos de galaxias y los cúmulos forman supercúmulos.

Propiedades básicas

El cúmulo de galaxias IDCS J1426 se encuentra a 10 mil millones de años luz de la Tierra y tiene una masa de casi 500 billones de soles (imagen multiespectral: rayos X en azul, luz visible en verde y luz infrarroja en rojo). [ 5 ]

Los cúmulos de galaxias suelen tener las siguientes propiedades:

Composición

Los cúmulos de galaxias tienen tres componentes principales. Las galaxias en sí mismas constituyen solo una pequeña fracción de los cúmulos, aunque son el único componente que podemos detectar en el espectro visible . El gas caliente del medio intracúmulo (MIC) tiene una temperatura máxima de entre 30 y 100 millones de grados Celsius. [ 2 ] La materia oscura constituye la mayor parte de la masa de los cúmulos de galaxias, pero no se puede detectar ópticamente. [ 4 ]

Formación y evolución de clústeres

A medida que se forman los cúmulos de galaxias, se liberan enormes cantidades de energía debido a las ondas de choque, el calentamiento del gas y las interacciones entre galaxias. [ 4 ] El gas choca con el material existente, lo que genera ondas de choque que lo calientan a decenas de millones de grados y producen emisiones de rayos X. [ 6 ] La evolución de las galaxias dentro del cúmulo está regida por las interacciones entre galaxias, como las fusiones de galaxias y el desprendimiento de gas.

Clasificación

Existen muchos sistemas de clasificación para cúmulos de galaxias, basados ​​en características como la simetría de la forma, la luminosidad de rayos X y el tipo de galaxia dominante. [ 7 ] La clasificación de Bautz-Morgan divide los cúmulos en tipos I, II y III según el brillo relativo de sus galaxias: el tipo I presenta el mayor contraste y el tipo III el menor. [ 8 ] [ 9 ]

Como instrumentos de medición

Desplazamiento al rojo gravitacional

Radek Wojtak, del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague, utilizó cúmulos de galaxias para poner a prueba las predicciones de la relatividad general : la pérdida de energía de la luz que escapa de un campo gravitatorio. Los fotones emitidos desde el centro de un cúmulo de galaxias deberían perder más energía que los fotones provenientes del borde del cúmulo, ya que la gravedad es más intensa en el centro. La luz emitida desde el centro de un cúmulo tiene una longitud de onda mayor que la luz proveniente del borde. Este efecto se conoce como corrimiento al rojo gravitacional . Utilizando datos recopilados de 8000 cúmulos de galaxias, Wojtak pudo estudiar las propiedades del corrimiento al rojo gravitacional para la distribución de galaxias en los cúmulos. Descubrió que la luz de los cúmulos se corrigía al rojo en proporción a la distancia desde el centro del cúmulo, tal como predice la relatividad general. El resultado también respalda firmemente el modelo Lambda-Materia Oscura Fría del Universo, según el cual la mayor parte del cosmos está compuesta de materia oscura que no interactúa con la materia. [ 10 ]

Lentes gravitacionales

Los cúmulos de galaxias también se utilizan por su fuerte potencial gravitatorio como lentes gravitatorias para aumentar el alcance de los telescopios. [ 11 ] El efecto de lente gravitatoria que proporcionan estos cúmulos permite la observación de galaxias distantes durante sus primeras etapas que de otro modo no podrían detectarse. [ 12 ] La distorsión gravitatoria del espacio-tiempo ocurre cerca de los cúmulos de galaxias masivos y curva la trayectoria de los fotones para crear una lupa cósmica. Esto puede hacerse con fotones de cualquier longitud de onda, desde la banda óptica hasta la de rayos X. Esta última es más difícil, porque los cúmulos de galaxias emiten muchos rayos X. [ 13 ] Sin embargo, la emisión de rayos X aún puede detectarse al combinar datos de rayos X con datos ópticos. Un caso particular es el uso del cúmulo de galaxias Phoenix para observar una galaxia enana en sus primeras etapas de alta energía de formación estelar. [ 14 ]

Cúmulos de galaxias notables

El supercúmulo de Laniakea con muchos cúmulos de galaxias

Entre los cúmulos de galaxias notables del universo relativamente cercano se encuentran el Cúmulo de Virgo , el Cúmulo de Fornax , el Cúmulo de Hércules y el Cúmulo de Coma . Una agregación muy grande de galaxias conocida como el Gran Atractor , dominada por el Cúmulo de Norma , es lo suficientemente masiva como para afectar la expansión local del Universo . Entre los cúmulos de galaxias notables del universo distante y de alto corrimiento al rojo se encuentran SPT-CL J0546-5345 y SPT-CL J2106-5844 , los cúmulos de galaxias más masivos encontrados en el Universo temprano. En las últimas décadas, también se ha descubierto que son sitios relevantes de aceleración de partículas, una característica que se ha descubierto al observar emisiones de radio difusas no térmicas, como halos de radio y relictos de radio . Utilizando el Observatorio de Rayos X Chandra , también se han encontrado estructuras como frentes fríos y ondas de choque en muchos cúmulos de galaxias.

En el universo primitivo

Los datos de observación combinados del Telescopio Espacial James Webb y el Observatorio de Rayos X Chandra para un cúmulo de galaxias precursor o protocúmulo , JADES-ID1 , sugieren que el universo se expandió y estaba formando cúmulos de galaxias muy temprano en la evolución del universo. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

Cúmulo de galaxias Abell 2744 : galaxias extremadamente distantes reveladas por lentes gravitacionales (16 de octubre de 2014). [ 25 ] [ 26 ]

Imágenes

Imágenes adicionales de la galería de la NASA:

https://openverse.org/image/ecc037aa-784a-47e6-bc35-b7564b6f5dfc?q=galaxy+clusters&p=10

https://openverse.org/image/9b87e249-569b-43c4-a3b8-e5246e05373d?q=galaxy+clusters&p=3

https://openverse.org/image/b093531f-9254-4e49-9e74-a26b5a452acd?q=galaxy+clusters&p=17 [ 40 ]

Vídeos

Véase también

Referencias

  1. 1 2 "El Hubble localiza el protocúmulo de galaxias más lejano jamás visto" . Comunicado de prensa de la ESA/Hubble . Consultado el 13 de enero de 2015 .
  2. 1 2 3 "Grupos y cúmulos de galaxias" . Observatorio de rayos X Chandra .
  3. "Cúmulos y grupos de galaxias" . www.mpe.mpg.de. Consultado el 2 de febrero de 2026 .
  4. 1 2 3 Kravtsov, AV; Borgani, S. (2012). "Formación de cúmulos de galaxias". Annual Review of Astronomy and Astrophysics . 50 : 353– 409. arXiv : 1205.5556 . Bibcode : 2012ARA & A..50..353K . doi : 10.1146/annurev-astro-081811-125502 . S2CID 119115331 . 
  5. "Clúster de galaxias IDCS J1426" . Consultado el 11 de enero de 2016 .
  6. Sunyaev, RA (25 de febrero de 1972). "Formación de cúmulos de galaxias; fragmentación de protocúmulos y calentamiento intergaláctico" . Astron. Astrophys . 20 : 189. Bibcode : 1972A & A....20..189S .
  7. "Cúmulos y supercúmulos de galaxias" . ned.ipac.caltech.edu . Consultado el 17 de febrero de 2025 .
  8. Bautz, LP; Morgan, WW (1970-12-01). "Sobre la clasificación de las formas de los cúmulos de galaxias" . The Astrophysical Journal . 162 : L149. Bibcode : 1970ApJ...162L.149B . doi : 10.1086/180643 . ISSN 0004-637X . 
  9. Dressler, A. (1978). "Clases de Bautz-Morgan y la función de luminosidad para cúmulos de galaxias" . The Astrophysical Journal . 222 : 23. Bibcode : 1978ApJ...222...23D . doi : 10.1086/156117 . Consultado el 17 de febrero de 2025 .
  10. Yudhijit, Bhattacharjee. "Los cúmulos de galaxias respaldan la teoría de la relatividad de Einstein" . Wired . Consultado el 4 de abril de 2022 .
  11. ^ Caminante, Stephen; Simionescu, Aurora; Nagai, Daisuke; Okabe, Nobuhiro; Eckert, Dominique; Mroczkowski, Tony; Akamatsu, Hiroki; Ettori, Stefano; Ghirardini, Vittorio (2 de enero de 2019). "La física de las afueras del cúmulo de galaxias" . Reseñas de ciencia espacial . 215 (1): 7. arXiv : 1810.00890 . Código Bib : 2019SSRv..215....7W . doi : 10.1007/s11214-018-0572-8 . ISSN 1572-9672 . 
  12. Natarajan, P.; Williams, LLR; Bradač, M.; Grillo, C.; Ghosh, A.; Sharon, K.; Wagner, J (15 de febrero de 2024). "Fuerte lente gravitacional por cúmulos de galaxias" . Springer Nature Link .{{cite web}}: CS1 mantenimiento: estado de la URL ( enlace )
  13. ^ Reiprich, Thomas H.; Basu, Kaustuv; Ettori, Stefano; Israel, Holger; Lovisari, Lorenzo; Molendi, Silvano; Pointecouteau, Etienne; Roncarelli, Mauro (1 de agosto de 2013). "Afueras de los cúmulos de galaxias" . Reseñas de ciencia espacial . 177 (1): 195– 245. arXiv : 1303.3286 . Código Bib : 2013SSRv..177..195R . doi : 10.1007/s11214-013-9983-8 . ISSN 1572-9672 . 
  14. Chu, Jennifer (15 de octubre de 2019). "Los astrónomos utilizan un cúmulo de galaxias gigantes como lente de aumento de rayos X" . Noticias del MIT . Consultado el 4 de abril de 2022 .
  15. Bogdán, Ákos; Schellenberger, Gerrit; Li, Qiong; Conselice, Christopher J. (29 de enero de 2026). "Un protocúmulo emisor de rayos X en z ≈ 5,7 revela un rápido crecimiento de la estructura" . Naturaleza . 649 (8099): 1134– 1138. doi : 10.1038/s41586-025-09973-1 . ISSN 0028-0836 . PMC 12851925 . PMID 41606151 .   
  16. "Se observa la formación de un cúmulo de galaxias sorprendentemente temprano en la historia del universo" . Reuters . Consultado el 26 de febrero de 2026 .
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