Análisis de Abell 2744, el cúmulo de Pandora


Un equipo de científicos del Observatorio Europeo Austral (ESO) ha logrado recomponer la compleja y violenta historia del cúmulo de galaxias Abell 2744, apodado cúmulo de Pandora. Su existencia fue provocada por el encuentro simultáneo de cuatro cúmulos de galaxias distintos, un colosal choque que se prolongó durante 350 millones de años y que ha producido extraños efectos nunca antes observados de manera conjunta.

«Lo bautizamos como el cúmulo de Pandora porque muchos fenómenos diferentes y extraños se desencadenaron a causa de la colisión. Algunos de estos fenómenos nunca antes habían sido observados», cuenta Renato Dupke, integrante del equipo. Abell 2744 pudo ser estudiada como nunca antes gracias a la combinación de datos obtenidos con el Very Large Telescope de ESO en Cerro Paranal (Chile), el telescopio japonés Subaru, el Telescopio Espacial Hubble, y el Observatorio espacial Chandra de Rayos-X de la NASA.

Los cúmulos de galaxias son las mayores estructuras en el cosmos; contienen literalmente trillones de estrellas. La manera en que se forman y se desarrollan a través de repetidas colisiones tiene profundas consecuencias en nuestra comprensión del Universo. Cuando grandes cúmulos de galaxias chocan entre sí, el caos resultante es un tesoro de información para los astrónomos. Mediante el estudio de uno de los cúmulos en colisión más complejos e inusuales en el cielo, el equipo consiguió armar las piezas de la historia de Pandora. «Así como el investigador de un choque va uniendo las piezas que causaron un accidente, nosotros podemos usar las observaciones de estos múltiples choques cósmicos para reconstruir eventos que ocurrieron durante un período de cientos de millones de años», explica Julian Merten, uno de los investigadores. «Esto nos revela cómo se formaron las estructuras en el Universo y cómo interactúan entre sí diferentes tipos de materia cuando se encuentran y chocan». Para comprender lo que ocurre en esta colisión el equipo necesitó trazar un mapa de las posiciones de todos los tipos de masa en Abell 2744.

Si bien las galaxias son brillantes, solo se puede apreciar el 5% de su masa. El resto es gas (cerca de un 20%), que por su alta temperatura sólo emite rayos-X, y energía oscura (cerca de un 75%), que es completamente invisible.

La materia oscura es particularmente escurridiza ya que no emite, absorbe o refleja luz (de ahí su nombre), sino que sólo se hace perceptible a través de su atracción gravitacional. Para marcar con exactitud la ubicación de esta misteriosa sustancia, el equipo aprovechó un fenómeno conocido como lente gravitacional, que corresponde a la curvatura de los rayos de luz provenientes de galaxias distantes al pasar a través de campos gravitacionales presentes en el cúmulo. El resultado es una serie de reveladoras distorsiones en las galaxias del fondo observadas con el VLT y el Hubble. Trazando cuidadosamente la forma en que estas imágenes son distorsionadas, es posible trazar un mapa bastante preciso de la ubicación de la materia oscura.

Al parecer la compleja colisión ha separado parte del gas caliente y la materia oscura, por lo que éstas ahora se encuentra separadas una de la otra y de las galaxias visibles. El cúmulo de Pandora combina varios fenómenos que solamente han podido ser observados de manera aislada en otros sistemas. Características incluso más extrañas yacen en las partes exteriores del cúmulo. Una región contiene una gran cantidad de materia oscura, pero no posee galaxias luminosas ni gas caliente. Esta caótica distribución podría estar insinuando a los astrónomos algo sobre el comportamiento de la materia oscura y cómo los variados ingredientes del Universo interactúan entre sí.

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