Cúmulo de galaxias

Un cúmulo de galaxias , o un cúmulo de galaxias , es una estructura que consta de entre cientos y miles de galaxias unidas por la gravedad , ^[1] con masas típicas que van desde 10 ¹⁴ a 10 ¹⁵ masas solares . Son las segundas estructuras unidas gravitacionalmente más grandes conocidas en el universo después de algunos supercúmulos (de los cuales solo uno, el supercúmulo Shapley , se sabe que está unido). Se creía que eran las estructuras más grandes conocidas en el universo hasta la década de 1980, cuando se descubrieron los supercúmulos . ^[2] Una de las características clave de los cúmulos es el medio intracúmulo (ICM). El ICM consiste en gas calentado entre las galaxias y tiene una temperatura máxima entre 2 y 15 keV que depende de la masa total del cúmulo. Los cúmulos de galaxias no deben confundirse con los cúmulos galácticos (también conocidos como cúmulos abiertos ), que son cúmulos estelares dentro de galaxias, o con los cúmulos globulares , que normalmente orbitan alrededor de galaxias. Los pequeños agregados de galaxias se denominan grupos de galaxias en lugar de cúmulos de galaxias. Los grupos de galaxias y los cúmulos pueden agruparse para formar supercúmulos.

Los cúmulos de galaxias notables en el Universo relativamente cercano incluyen el cúmulo de Virgo , el cúmulo de Fornax , el cúmulo de Hércules y el cúmulo de Coma . Una agregación muy grande de galaxias conocida como el Gran Atractor , dominada por el cúmulo de Norma , es lo suficientemente masiva como para afectar la expansión local del Universo . Los cúmulos de galaxias notables en el universo distante y de alto corrimiento al rojo incluyen SPT-CL J0546-5345 y SPT-CL J2106-5844 , los cúmulos de galaxias más masivos encontrados en el Universo temprano. En las últimas décadas, también se ha descubierto que son sitios relevantes de aceleración de partículas, una característica que se ha descubierto al observar emisiones de radio difusas no térmicas, como halos de radio y reliquias de radio . Utilizando el Observatorio de rayos X Chandra , también se han encontrado estructuras como frentes fríos y ondas de choque en muchos cúmulos de galaxias.

Los cúmulos de galaxias suelen tener las siguientes propiedades:

• Contienen entre 100 y 1.000 galaxias, gas caliente emisor de rayos X y grandes cantidades de materia oscura . ^[4] Los detalles se describen en la sección "Composición".
• La distribución de los tres componentes es aproximadamente la misma en el clúster. ^{[ cita requerida ]}
• Tienen masas totales de 10 ¹⁴ a 10 ¹⁵ masas solares.
• Por lo general tienen un diámetro de entre 1 y 5 Mpc (ver 10-23 m para comparaciones ^de distancias).
• La dispersión de velocidades para las galaxias individuales es de aproximadamente 800 a 1000 km/s.

Hay tres componentes principales de un cúmulo de galaxias, que se enumeran a continuación: ^[2]

Los cúmulos de galaxias se clasifican como tipo I, II o III según su morfología. ^{[5] [6]}

Radek Wojtak, del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague, ha utilizado los cúmulos de galaxias para poner a prueba las predicciones de la relatividad general : la pérdida de energía de la luz que escapa de un campo gravitatorio. Los fotones emitidos desde el centro de un cúmulo de galaxias deberían perder más energía que los fotones que vienen del borde del cúmulo porque la gravedad es más fuerte en el centro. La luz emitida desde el centro de un cúmulo tiene una longitud de onda más larga que la luz que viene del borde. Este efecto se conoce como corrimiento al rojo gravitacional . Utilizando los datos recopilados de 8000 cúmulos de galaxias, Wojtak pudo estudiar las propiedades del corrimiento al rojo gravitacional para la distribución de galaxias en cúmulos. Descubrió que la luz de los cúmulos se desplazaba al rojo en proporción a la distancia desde el centro del cúmulo, como predice la relatividad general. El resultado también respalda firmemente el modelo Lambda-Cold Dark Matter del Universo, según el cual la mayor parte del cosmos está formado por materia oscura que no interactúa con la materia. ^[7]

Los cúmulos de galaxias también se utilizan por su fuerte potencial gravitatorio como lentes gravitacionales para aumentar el alcance de los telescopios. La distorsión gravitatoria del espacio-tiempo ocurre cerca de cúmulos de galaxias masivos y dobla la trayectoria de los fotones para crear una lupa cósmica. Esto se puede hacer con fotones de cualquier longitud de onda desde la banda óptica hasta la de rayos X. Esta última es más difícil, porque los cúmulos de galaxias emiten muchos rayos X. Sin embargo, la emisión de rayos X aún se puede detectar al combinar datos de rayos X con datos ópticos. Un caso particular es el uso del cúmulo de galaxias Phoenix para observar una galaxia enana en sus primeras etapas de alta energía de formación estelar. ^[8]

Cúmulo de galaxias Abell 2744 : galaxias extremadamente distantes reveladas por efecto de lente gravitacional (16 de octubre de 2014). ^{[16] [17]}

• 
  Cúmulo de galaxias SPT-CL J0615-5746. ^[18]
• 
  Cúmulo de galaxias RXC J0232.2-4420. ^[19]
• 
  Cúmulo de galaxias RXC J0032.1+1808 como parte del programa RELICS. ^[20]
• 
  El cúmulo masivo de galaxias PSZ2 G138.61-10.84 está a unos seis mil millones de años luz de distancia. ^[21]
• 
  HAWK-I y Hubble exploran el cúmulo RCS2 J2327 con una masa de dos cuatrillones de soles. ^[22]
• 
  Abell 2537 es útil para investigar fenómenos cósmicos como la materia oscura y la energía oscura. ^[23]
• 
  Abell 1300 actúa como una lente, curvando el tejido mismo del espacio que lo rodea. ^[24]
• 
  Cúmulo de galaxias WHL J24.3324-8.477. ^[25]
• 
  La galaxia de fondo ha sido afectada gravitacionalmente por el cúmulo de galaxias intermedio. ^[26]
• 
  Imagen de " Smiley ": cúmulo de galaxias (SDSS J1038+4849) y efecto de lente gravitacional (un anillo de Einstein ) ( HST ). ^[27]
• 
  Cúmulo de galaxias SpARCS1049 captado por Spitzer y el telescopio espacial Hubble. ^[28]
• 
  El cúmulo de galaxias MOO J1142+1527 descubierto por el sondeo MaDCoWS
• 
  Cúmulo de galaxias Abell 2744 ( HST ). ^[16]
• 
  Ampliando el universo distante a través de MACS J0454.1-0300. ^[29]
• 
  La turbulencia puede impedir que los cúmulos de galaxias se enfríen; ilustrado: Cúmulo de Perseo y Cúmulo de Virgo ( rayos X de Chandra ).
• 
  MACS0416.1-2403 captada por el telescopio Hubble
• 
  Imagen del cúmulo de galaxias Abell 2813 (también conocido como ACO 2813) obtenida por el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA
• 
  Una colección de galaxias: el cúmulo de galaxias ACO S 295
• 
  Destello de lente cósmico
• 
  El Hubble detecta tres imágenes de una supernova distante
• 
  Un cúmulo de galaxias masivo llamado WHL0137-08
• 
  Cúmulo de galaxias conocido como "El Gordo"
• 
  Observación desde el telescopio espacial James Webb del cúmulo masivo de galaxias RX J2129. ^[30]

• Vídeo: Formación del cúmulo de galaxias MRC 1138-262 (concepto artístico).

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• Catálogo Abell
• Medio intracúmulo
• Lista de cúmulos de Abell