Hay algo extraño en las señales de radio del cúmulo Abell 3266: siempre provienen de un lugar diferente al que los astrónomos esperan que estén. ¿Cómo es que los datos de los telescopios se desvían tanto de los modelos físicos?
Un cúmulo es un grupo de galaxias, a menudo cientos o incluso miles de ellas, que se mantienen unidas por su gravedad mutua. Hay un número increíble de estos cúmulos en el universo y pueden abarcar millones de años luz.
Sopa de plasma y materia oscura
Las galaxias no son los únicos objetos espaciales que se encuentran en los cúmulos. De hecho, solo representan un pequeño porcentaje de la masa. Alrededor del 80 % es materia oscura y el resto es "sopa de plasma" caliente, o gas con una temperatura superior a los 10 millones de grados, que está influenciado por un débil campo magnético.
Los cúmulos han sido observados durante mucho tiempo por los astrónomos. Están registrados en el catálogo Abell, que enumera 4073 cúmulos diferentes. Algo extraño está sucediendo con Abell 3266. Los científicos han captado varios tipos de señales de radio raras procedentes del cúmulo dinámico. Estas señales no coinciden con las creencias astronómicas comunes.
Los cúmulos de menos de 50 galaxias se denominan grupos en lugar de cúmulos. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, forma parte de este grupo, llamado Grupo Local. La nebulosa de Andrómeda y cuarenta galaxias más pequeñas también forman parte de "nuestro" grupo.
Señales de radio de la colisión
Si se apunta con el telescopio a los cúmulos, se pueden estudiar todo tipo de procesos interesantes. Por ejemplo, puede utilizar los datos para realizar cálculos en el ámbito del magnetismo y la física del plasma. Estas condiciones no pueden crearse en el laboratorio, por lo que los científicos tienen que confiar en los datos del telescopio.
Los cúmulos viajan por el universo y a veces chocan. No se trata en absoluto de un proceso suave. Las partículas que componen el plasma caliente son sometidas a una gran cantidad de energía adicional, lo que hace que emitan señales de radio. Hay muchos tipos diferentes de señales de radio, como las reliquias de radio, los halos de radio y las emisiones de radio fósiles.
Reliquias, halos y fósiles
Las radio-relictas tienen forma de arco y se encuentran en los bordes de los cúmulos estelares. Se crean por las ondas de choque que se mueven a través de la sopa de plasma. La densidad y la cantidad de presión cambian constantemente en la sopa sobrecalentada, lo que hace que las partículas de alta energía intercambien mucha energía. Las ondas de choque provocan la emisión continua de ondas de radio. Se puede comparar dicha onda de choque con el estallido supersónico que se produce cuando un avión pasa la barrera del sonido.
Los "radiohalos" son patrones irregulares que surgen del centro de un cúmulo. Estas ondas de radio son también el resultado de la turbulencia en la sopa de plasma caliente y la energía que proviene de ella. Las reliquias y los halos no existirían sin la energía liberada por las inmensas colisiones de los cúmulos. Desgraciadamente, hay mucho más que no está claro sobre estas señales de radio.
El tercer grupo es un caso especial. Se trata de las fuentes de radio "fósiles" que quedan tras la muerte de un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia. Un agujero negro dispara constantemente enormes cantidades de plasma hacia el espacio. Esto sucede con tal fuerza que estos "chorros" son incluso catapultados fuera de su propia galaxia. Cuando el agujero negro se queda sin combustible, estos chorros se desintegran lentamente. Los restos pueden detectarse con un telescopio como radiofósiles.
Abell 3266
Volver al clúster Abell 3266. Este cúmulo altamente dinámico se encuentra a unos 800 millones de años luz de la Tierra. Su colisión con otro cúmulo hace que se cumplan todas las condiciones para las señales de radio mencionadas, pero solo recientemente se han encontrado.
Tres telescopios australianos se centraron en Abell 3266: el Murchison Widefield Array, el radiotelescopio ASKAP y el ATCA. Al superponer imágenes de diferentes longitudes de onda, se crearon imágenes complejas y coloridas.
Radio-reliquia en Abell 3266: Los colores amarillo, naranja y rojo muestran el brillo de las señales de radio. Imagen: Christopher Riseley.
Imágenes complejas y coloridas
Por ejemplo, los colores amarillos muestran los lugares donde hay mucha energía y altas temperaturas. Los puntos rojos representan zonas más antiguas y menos calientes. Estos objetos ya han perdido gran parte de su energía con el paso del tiempo o eran menos brillantes desde el principio. Y luego están las regiones azules de niebla, causadas por plasma muy caliente.
Se pueden ver los restos de un agujero negro supermasivo, pero las emisiones de radio fósiles parecen proceder de otro lugar. Lo mismo ocurre con la sopa de plasma, donde las ondas de choque energéticas crean las reliquias de radio y los halos. Estas ubicaciones también son diferentes de donde los astrónomos esperarían que estuvieran.
Viajes espaciales
Los investigadores, cuyo estudio aparece en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, están desconcertados. Los modelos físicos no coinciden con los datos de los telescopios. Todavía queda un largo camino por recorrer para obtener más claridad sobre estos intrigantes fenómenos en el cúmulo Abell 3266. ¿Estas anomalías solo ocurren aquí o también en otros sitios del universo? ¿A qué se debe la diferencia entre los modelos y los datos del telescopio?
Los científicos han aprovechado una gran cantidad de información nueva y detallada, pero han surgido al menos otras tantas preguntas nuevas.