Frente cósmico frio

Científicos de la NASA están siguiendo un descubrimiento muy particular del cosmos, un enorme sistema meteorológico que se manifiesta como un frente frío con millones de años luz de ancho.

Según publica la NASA en su portal, astrónomos han descubierto enormes “sistemas meteorológicos” que son millones de años luz en extensión y más antiguos que el Sistema Solar.

Los investigadores utilizaron el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA para estudiar un frente frío ubicado en el cúmulo de galaxias Perseo que se extiende cerca de dos millones de años luz, o aproximadamente 10 mil millones de millas.

Los cúmulos de galaxias son los objetos más grandes y masivos en el Universo que se mantienen unidos por la gravedad. Entre los cientos o incluso miles de galaxias en un cúmulo, hay vastas reservas de gas supercalentado que brillan con luz de rayos X.

El frente frío en el grupo Perseo consiste en una persistente banda de gas relativamente densa con una temperatura ‘fría’ de unos 30 millones de grados moviéndose a través de gas caliente de menor densidad con una temperatura de aproximadamente 80 millones de grados. El enorme frente estudiado con el Chandra se formó hace unos 5.000 millones de años y ha estado viajando a velocidades de alrededor de 480.000 kilómetros por hora desde entonces. Sorprendentemente, el frente se ha mantenido extremadamente definido con el paso de los eones, en lugar de difuminarse.

“El tamaño, la edad, la velocidad y la nitidez de este frente frío son notables”, dijo Walker del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, quien dirigió el estudio. “Todo sobre este sistema climático cósmico es extremo”.

Mientras que los frentes fríos en la atmósfera de la Tierra son impulsados por la rotación del planeta, los que surcan las atmósferas de cúmulos de galaxias como Perseo son causados por colisiones entre el cúmulo y otros cúmulos de galaxias. Estas colisiones ocurren típicamente cuando la gravedad del grupo principal tira del grupo más pequeño hacia el interior de su núcleo central. Si el grupo más pequeño hace un pase cercano por el núcleo central, la atracción gravitacional entre ambas estructuras hace que el gas en el núcleo se mueva como el vino arremolinado en un vaso. El chapoteo produce un patrón en espiral de frentes fríos que se mueven hacia afuera a través del gas del cúmulo.

Uno de los aspectos más sorprendentes de esta nueva investigación es que el frente frío en Perseo permanece bien definido, incluso después de miles de millones de años. A medida que el frente frío viaja a través del cúmulo de galaxias, pasa a través de un entorno hostil de ondas sonoras y turbulencias causadas por los estallidos del agujero negro supermasivo en el centro de Perseo.

“De alguna manera, frente a todo este bombardeo, el frente frío ha sobrevivido intacto”, dijo el coautor John ZuHone, del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica. “En lugar de ser erosionado, en realidad se ha dividido en dos bordes bien definidos”. “No estamos del todo seguros de lo que hace que este frente frío sea tan resistente, pero nuestras simulaciones informáticas brindan algunas pistas importantes”, dijo Jeremy Sanders, coautor de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido. “Parece que los campos magnéticos se han cubierto sobre el frente frío, actuando casi como un escudo contra el aluvión de fuerzas del resto del grupo”.

Estas observaciones del Chandra, junto con el trabajo teórico, proporcionan información útil sobre la fuerza del campo magnético a lo largo del frente frío. En sus simulaciones, los investigadores probaron los efectos de tres intensidades de campo magnético diferentes. Con el campo magnético más fuerte no se observó división en el frente frío, y con el campo magnético más débil, el frente frío se volvió borroso. En cambio, la simulación con un campo magnético de intensidad intermedia reprodujo el frente frío dividido.

Aurora Simionescu y sus colaboradores descubrieron originalmente el frente frío de Perseo en 2012 utilizando datos del ROSAT alemán (ROentgen SATellite), el Observatorio XMM-Newton de la ESA y el satélite de rayos X Suzaku de Japón. La visión de rayos X de alta resolución del Chandra permitió la primera observación de la nitidez y la división del antiguo frente frío que se realizará.