Vista de campo amplio y profundo del cúmulo de Virgo que muestra una red difusa de galaxias. Crédito de la imagen: Chris Mihos et al. Click para agrandar.
Los astrónomos de la Universidad Case Western Reserve han capturado la imagen de campo amplio más profunda jamás vista del cúmulo de galaxias Virgo cercano, revelando directamente por primera vez una vasta y compleja red de 'luz estelar intragrupos', casi 1.000 veces más tenue que el cielo nocturno oscuro, llenando el espacio entre las galaxias dentro del cúmulo. Las serpentinas, plumas y capullos que componen esta luz estelar extremadamente tenue están hechos de estrellas arrancadas de galaxias cuando chocan entre sí dentro del cúmulo y actúan como una especie de 'registro arqueológico' de la vida violenta de las galaxias del cúmulo.
La imagen de Virgo fue capturada a través del telescopio Burrell Schmidt de 24 pulgadas recientemente renovado de Case, construido en la década de 1930 y ubicado en el Observatorio Nacional de Kitt Peak en Arizona. En el transcurso de 14 noches oscuras sin luna, los investigadores tomaron más de 70 imágenes del Cúmulo de Virgo y luego utilizaron técnicas avanzadas de procesamiento de imágenes para combinar las imágenes individuales en una sola imagen capaz de mostrar la tenue luz dentro del grupo.
“Cuando vimos toda esta tenue luz de estrellas en la imagen, mi primera reacción fue ¡GUAU!”, Dijo el líder del proyecto Chris Mihos. 'Entonces comencé a preocuparme por todas las cosas que podríamos haber hecho mal'. Muchos efectos, como la luz perdida de las estrellas cercanas, de los instrumentos del observatorio e incluso del brillo cambiante del cielo nocturno, podrían contaminar la imagen y dar lugar a resultados inexactos. “Pero a medida que corrigimos cada uno de estos contaminantes, la tenue luz de las estrellas no solo no desapareció, sino que se hizo aún más evidente. Fue entonces cuando supimos que teníamos algo grande '.
La nueva imagen brinda una evidencia dramática de la vida y muerte violentas de las galaxias del cúmulo. Atraídas juntas en cúmulos gigantes a lo largo del tiempo cósmico por su gravedad mutua, las galaxias se precipitan en el cúmulo, chocando contra otras galaxias, siendo desgarradas por las fuerzas gravitacionales e incluso siendo canibalizadas por las galaxias masivas que se encuentran en el corazón del cúmulo. La fuerza de estos encuentros literalmente separa muchas galaxias, dejando atrás corrientes fantasmales de estrellas a la deriva en el cúmulo, un leve tributo a la violencia de la vida del cúmulo.
'A partir de simulaciones por computadora, sospechamos durante mucho tiempo que esta red de luz estelar intracluster debería estar allí', dice Mihos, profesor asociado de astronomía en Case, 'pero ha sido extremadamente difícil trazar un mapa porque es muy débil'. Mihos y los estudiantes graduados Craig Rudick (Case) y Cameron McBride (Universidad de Pittsburgh, y ex estudiante de Case) han desarrollado simulaciones por computadora que rastrean cómo los cúmulos de galaxias evolucionan con el tiempo, para estudiar exactamente cómo se crea esta luz estelar intracúmulo.
“Con los datos del telescopio, vemos cómo se ve un cúmulo hoy”, explica Mihos. “Pero con las simulaciones por computadora, podemos observar cómo evoluciona un clúster a lo largo de 10 mil millones de años. Al comparar la simulación con las características reales que ahora vemos en Virgo, podemos aprender cómo se formó el cúmulo y qué sucedió con sus muchas galaxias ”. Por ejemplo, el hecho de que la luz intracluster en Virgo sea tan compleja e irregular da crédito a la teoría del 'ensamblaje jerárquico', donde los cúmulos crecen esporádicamente cuando los grupos de galaxias caen en el cúmulo, en lugar de a través de la suave y lenta adición de galaxias. uno a uno.
Para detectar la tenue luz intracluster, se necesitaban actualizaciones del telescopio Burrell Schmidt de Case, que originalmente formaba parte del Observatorio Warner y Swasey original en Cleveland hasta su traslado a Kitt Peak en 1979. Las mejoras incluyeron la instalación de un nuevo sistema de cámara y actualizaciones al telescopio para hacerlo más estable estructuralmente y reducir la luz dispersa no deseada.
“Es como 'El pequeño motor que pudo'”, dice el astrónomo de Case Paul Harding, quien dirigió la remodelación del telescopio. 'Es el telescopio más pequeño de la montaña, pero con estas mejoras es capaz de desarrollar una ciencia increíble'. El amplio campo de visión del telescopio, suficiente para colocar tres lunas llenas en la imagen, resultó crucial para el proyecto, lo que permitió al equipo trazar la luz dentro del grupo sobre una parte mucho más grande del Cúmulo de Virgo de lo que sería posible usando telescopios más grandes con sus campos de visión mucho más pequeños.
El cúmulo de galaxias Virgo, llamado así porque aparece en la constelación de Virgo, es el cúmulo de galaxias más cercano a la Tierra, a una distancia de aproximadamente 50 millones de años luz. El cúmulo contiene más de 2.000 galaxias, la más brillante de las cuales se puede ver con la ayuda de un pequeño telescopio.
Los hallazgos del caso se informan en el artículo “Luz difusa en el cúmulo de Virgo” que se publicará en la edición del 20 de septiembre de The Astrophysical Journal Letters. Junto con el equipo de Mihos, los investigadores incluyeron a los astrónomos de Case Heather Morrison y Paul Harding, y John Feldmeier, miembro de la Fundación Nacional de Ciencias en el Observatorio Nacional de Astronomía Óptica en Tucson, Arizona (y anteriormente de Case).
La imagen de campo amplio del cúmulo de Virgo, junto con películas de simulaciones por computadora de galaxias y cúmulos de galaxias, se puede encontrar en http://astroweb.case.edu/hos/Virgo.
Fuente original: Comunicado de prensa de la Universidad Case Western