Cúmulos de galaxias vistas por XMM-Newton. Click para agrandar
Los cúmulos de galaxias son los objetos más grandes del Universo. El observatorio XMM-Newton de la ESA observó recientemente dos cúmulos de galaxias, lo que permitió a los astrónomos saber que estos cúmulos tienen mayores cantidades de supernovas Tipo 1a (estrellas enanas blancas en explosión) que nuestra propia galaxia.
Las observaciones profundas de dos cúmulos brillantes de rayos X de galaxias con el satélite XMM-Newton de la ESA permitieron a un grupo de astrónomos internacionales medir su composición química con una precisión sin precedentes. Conocer la composición química de los cúmulos de galaxias es de crucial importancia para comprender el origen de los elementos químicos en el Universo.
Los cúmulos o conglomerados de galaxias son los objetos más grandes del Universo. Al mirarlos a través de telescopios ópticos, es posible ver cientos o incluso miles de galaxias que ocupan un volumen de unos pocos millones de años luz de diámetro. Sin embargo, tales telescopios solo revelan la punta del iceberg. De hecho, la mayoría de los átomos en los cúmulos de galaxias están en forma de gas caliente que emite radiación de rayos X, con una masa de gas caliente cinco veces mayor que la masa en las galaxias del cúmulo.
La mayoría de los elementos químicos producidos en las estrellas de los cúmulos de galaxias, expulsados al espacio circundante por explosiones de supernovas y por vientos estelares, se convierten en parte del gas caliente que emite rayos X. Los astrónomos dividen las supernovas en dos tipos básicos: "colapso del núcleo" y supernovas "Tipo Ia". Las supernovas de "colapso del núcleo" se originan cuando una estrella al final de su vida colapsa en una estrella de neutrones o un agujero negro. Estas supernovas producen mucho oxígeno, neón y magnesio. Las supernovas de Tipo Ia explotan cuando una estrella enana blanca que consume materia de una estrella compañera se vuelve demasiado masiva y se desintegra por completo. Este tipo produce mucho hierro y níquel.
Respectivamente, en noviembre de 2002 y agosto de 2003, y durante un día y medio cada vez, XMM-Newton hizo observaciones profundas de los dos cúmulos de galaxias llamados "Sersic 159-03" y "2A 0335 + 096". Gracias a estos datos, los astrónomos pudieron determinar la abundancia de nueve elementos químicos en los grupos "plasma" ¿bf? un gas que contiene partículas cargadas como iones y electrones.
Estos elementos incluyen oxígeno, hierro, neón, magnesio, silicio, argón, calcio, níquel y, detectados por primera vez en un cúmulo de galaxias, cromo. “Al comparar las abundancias de los elementos detectados con los rendimientos de las supernovas calculadas teóricamente, encontramos que alrededor del 30 por ciento de las supernovas en estos grupos eran enanas blancas explosivas ('Tipo Ia') y el resto eran estrellas colapsadas al final de sus vidas. ('colapso del núcleo') ”, dijo Norbert Werner, del Instituto Neerlandés de Investigación Espacial SRON (Utrecht, Países Bajos) y uno de los autores principales de estos resultados.
“Este número se encuentra entre el valor encontrado para nuestra propia galaxia (donde las supernovas de tipo Ia representan aproximadamente el 13 por ciento de la 'población' de supernovas) y la frecuencia actual de eventos de supernovas según lo determinado por el proyecto Lick Observatory Supernova Search (según el cual 42 por ciento de todas las supernovas observadas son de tipo Ia) ”, continuó.
Los astrónomos también descubrieron que todos los modelos de supernova predicen mucho menos calcio que lo que se observa en grupos y que estos modelos no pueden reproducir la abundancia de níquel observada. Estas discrepancias indican que los detalles del enriquecimiento de supernovas aún no se comprenden claramente. Dado que se cree que los cúmulos de galaxias son muestras justas del Universo, su espectroscopía de rayos X puede ayudar a mejorar los modelos de supernova.
La distribución espacial de elementos en un clúster también contiene información sobre el historial de los clústeres. La distribución de elementos en 2A 0335 + 096 indica una fusión en curso. La distribución de oxígeno y hierro a través de Sersic 159-03 indica que, si bien la mayor parte del enriquecimiento por las supernovas del colapso del núcleo ocurrió hace mucho tiempo, las supernovas de Tipo Ia aún continúan enriqueciendo el gas caliente con elementos pesados, especialmente en el núcleo del cúmulo.
Fuente original: Portal de la ESA
