El cúmulo de balas ( 1E 0657-56 ) consta de dos cúmulos de galaxias en colisión . Estrictamente hablando, el nombre Bullet Cluster se refiere al subcluster más pequeño, alejándose del más grande. Se encuentra a una distancia radial comoviente de 1,141 Gpc (3,72 mil millones de años luz ). [2]
Grupo de balas | |
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Datos de observación ( Epoch J2000 ) | |
Constelación (s) | Carina |
Ascensión recta | 06 h 58 m 37,9 s |
Declinación | −55 ° 57 ′ 0 ″ |
Numero de galaxias | ~ 40 |
Redshift | 0,296 [1] |
Distancia ( co-moviendo ) | 1.141 Gpc (3.7 mil millones de años luz). [2] |
Temperatura ICM | 17,4 ± 2,5 keV |
X-ray luminosidad | 1,4 ± 0,3 × 10 39 h 50 -2 julios / s ( bolométrico ) [1] |
Flujo de rayos X | 5,6 ± 0,6 × 10 −19 vatios / cm 2 (0,1–2,4 keV) [1] |
Otras designaciones | |
1E 0657-56, 1E 0657-558 | |
Se afirma que los estudios de lentes gravitacionales del Bullet Cluster proporcionan la mejor evidencia hasta la fecha de la existencia de materia oscura . [3] [4]
Las observaciones de otras colisiones de cúmulos de galaxias , como MACS J0025.4-1222 , apoyan de manera similar la existencia de materia oscura.
Descripción general
Los componentes principales del par de cúmulos ( estrellas , gas y la supuesta materia oscura) se comportan de manera diferente durante la colisión, lo que permite estudiarlos por separado. Las estrellas de las galaxias, observables en luz visible , no se vieron muy afectadas por la colisión, y la mayoría pasaron a través de ellas, gravitacionalmente ralentizadas pero no alteradas de otra manera. El gas caliente de los dos componentes en colisión, visto en los rayos X , representa la mayor parte de la materia bariónica , o "ordinaria", en el par de cúmulos. Los gases interactúan electromagnéticamente, provocando que los gases de ambos cúmulos se ralenticen mucho más que las estrellas. El tercer componente, la materia oscura, fue detectado indirectamente por la lente gravitacional de los objetos de fondo. En teorías sin materia oscura, como la dinámica newtoniana modificada (MOND), se esperaría que las lentes siguieran la materia bariónica; es decir, el gas de rayos X. Sin embargo, la lente es más fuerte en dos regiones separadas cerca (posiblemente coincidentes con) las galaxias visibles. Esto respalda la idea de que la mayor parte de la gravitación en el par de cúmulos está en forma de dos regiones de materia oscura, que eluden las regiones gaseosas durante la colisión. Esto concuerda con las predicciones de que la materia oscura solo interactúa gravitacionalmente, además de interactuar débilmente.
El Bullet Cluster es uno de los cúmulos de galaxias más conocidos . Proporciona una restricción observable para los modelos cosmológicos, que pueden divergir a temperaturas más allá de la temperatura crítica del cúmulo predicha. [1] Observado desde la Tierra , el subgrupo pasó a través del centro del cúmulo hace 150 millones de años, creando una " onda de choque en forma de arco ubicada cerca del lado derecho del cúmulo" formada como "70 millones de gas Kelvin en el subgrupo atravesado 100 millones de gas Kelvin en el grupo principal a una velocidad de aproximadamente 10 millones de km / h (6 millones de millas por hora) ". [5] [6] [7] La salida de radiación de choque de arco es equivalente a la energía de 10 quásares típicos . [1]
Importancia para la materia oscura
El Bullet Cluster proporciona la mejor evidencia actual de la naturaleza de la materia oscura [4] [8] y proporciona "evidencia contra algunas de las versiones más populares de la dinámica newtoniana modificada (MOND)" aplicada a grandes cúmulos galácticos. [9] Con una significancia estadística de 8 σ , se encontró que el desplazamiento espacial del centro de la masa total desde el centro de los picos de masa bariónica no se puede explicar con una alteración de la ley de la fuerza gravitacional solamente. [10]
Según Greg Madejski:
Se infirieron resultados particularmente convincentes a partir de las observaciones de Chandra del 'grupo de balas' (1E0657-56; Fig. 2) por Markevitch et al. (2004) y Clowe et al. (2004). Esos autores informan que el cúmulo está experimentando una fusión a alta velocidad (alrededor de 4.500 km / s), evidente por la distribución espacial del gas caliente que emite rayos X , pero este gas va por detrás de las galaxias del subgrupo. Además, el grupo de materia oscura, revelado por el mapa de lentes débiles, coincide con las galaxias sin colisión, pero se encuentra por delante del gas de colisión. Esta, y otras observaciones similares, permiten buenos límites en la sección transversal de la auto-interacción de la materia oscura. [11]
Según Eric Hayashi:
La velocidad del subgrupo de balas no es excepcionalmente alta para una subestructura de grupo, y se puede acomodar dentro de la cosmología del modelo Lambda-CDM actualmente favorecido ". [12]
Un estudio de 2010 concluyó que las velocidades de colisión medidas actualmente son "incompatibles con la predicción de un modelo LCDM". [13] Sin embargo, el trabajo posterior ha encontrado que la colisión es consistente con las simulaciones LCDM, [14] con la discrepancia anterior derivada de pequeñas simulaciones y la metodología de identificación de pares. El trabajo anterior que afirmaba que el Bullet Cluster era incompatible con la cosmología estándar se basó en una estimación errónea de la velocidad de caída basada en la velocidad del choque en el gas emisor de rayos X. [14] Con base en el análisis del impacto provocado por la fusión, recientemente se argumentó que una velocidad de fusión más baja ~ 3.950 km / s es consistente con el efecto Sunyaev-Zeldovich y los datos de rayos X, siempre que el equilibrio del electrón y las temperaturas de iones aguas abajo no son instantáneas. [15]
Interpretaciones alternativas
Mordehai Milgrom , el proponente original de la dinámica newtoniana modificada , ha publicado una refutación en línea [16] de las afirmaciones de que Bullet Cluster prueba la existencia de materia oscura.
Otro estudio en 2006 [17] advierte contra "interpretaciones simples del análisis de lentes débiles en el grupo de balas", dejando abierto que incluso en el caso no simétrico de Bullet Cluster, MOND, o más bien su versión relativista TeVeS ( tensor –Gravedad vectorial – escalar ), podría explicar la lente gravitacional observada.
Ver también
- Abell 520 : un cúmulo de galaxias similar cuya materia oscura y luminosa puede haberse separado durante una colisión importante
- NGC 1052-DF2
- Lista de grupos y cúmulos de galaxias
Referencias
- ↑ a b c d e Tucker, W .; Blanco, P .; Rappoport, S. (marzo de 1998). David, L .; Fabricant, D .; Falco, EE; Forman, W .; Dressler, A .; Ramella, M. "1E 0657-56: un competidor por el cúmulo de galaxias conocido más caliente". Cartas de revistas astrofísicas . 496 (1): L5. arXiv : astro-ph / 9801120 . Código Bibliográfico : 1998ApJ ... 496L ... 5T . doi : 10.1086 / 311234 . S2CID 16140198 .
- ^ a b "Resultados de NED para el objeto Bullet Cluster" . Base de datos extragaláctica de la NASA . Consultado el 4 de marzo de 2012 .
- ^ Clowe, Douglas; González, Anthony; Markevich, Maxim (2004). "Reconstrucción masiva de lentes débiles del cúmulo de interacción 1E0657-558: evidencia directa de la existencia de materia oscura". Astrophys. J . 604 (2): 596–603. arXiv : astro-ph / 0312273 . Código bibliográfico : 2004ApJ ... 604..596C . doi : 10.1086 / 381970 . S2CID 12184057 .
- ^ a b M. Markevitch; AH González; D. Clowe; A. Vikhlinin; L. David; W. Forman; C. Jones; S. Murray y W. Tucker (2004). "Limitaciones directas en la sección transversal de la auto-interacción de la materia oscura del cúmulo de galaxias en fusión 1E0657-56". Astrophys. J . 606 (2): 819–824. arXiv : astro-ph / 0309303 . Código Bibliográfico : 2004ApJ ... 606..819M . doi : 10.1086 / 383178 . S2CID 119334056 .
- ^ Observatorio de rayos X Chandra (2002). 1E 0657-56: Un arco de choque en un cúmulo de galaxias en fusión (imagen y descripción). Álbum de fotos de Chandra. Universidad Harvard.
- ^ 1e065756 . spaceimages.com (foto).
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- ^ Tucker, W .; Blanco, P .; Rappoport, S .; David, L .; Fabricant, D .; Falco, EE; Forman, W .; Dressler, A .; Ramella, M. (2006). "Observaciones recientes y futuras en las bandas de rayos X y rayos Gamma: Chandra, Suzaku, GLAST y NuSTAR" . Actas de la conferencia AIP . 801 : 21-30. arXiv : astro-ph / 0512012 . Código bibliográfico : 2005AIPC..801 ... 21M . doi : 10.1063 / 1.2141828 . S2CID 14601312 .
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Otras lecturas
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- Bradač, Maruša; Clowe, Douglas; González, Anthony H .; Marshall, Phil; Forman, William; Jones, Christine; Markevitch, Maxim; Randall, Scott; Schrabback, Tim; Zaritsky, Dennis (2006). "Lentes fuertes y débiles unidos. III. Medición de la distribución de masa del cúmulo de galaxias en fusión 1ES 0657−558". El diario astrofísico . 652 (2): 937–947. arXiv : astro-ph / 0608408 . Código bibliográfico : 2006ApJ ... 652..937B . doi : 10.1086 / 508601 . S2CID 119388532 .
- Angus, GW; Famaey, B .; Zhao, SA (2006). "¿Puede MOND recibir una bala? Comparaciones analíticas de tres versiones de MOND más allá de la simetría esférica". Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . 371 (1): 138-146. arXiv : astro-ph / 0606216 . Código bibliográfico : 2006MNRAS.371..138A . doi : 10.1111 / j.1365-2966.2006.10668.x . S2CID 15025801 .
- Angus, Garry W .; Shan, HuanYuan; Zhao, HongSheng; Famaey, Benoit (2006). "Sobre la prueba de la materia oscura, la ley de la gravedad y la masa de los neutrinos". El diario astrofísico . 654 : L13 – L16. arXiv : astro-ph / 0609125 . doi : 10.1086 / 510738 . S2CID 17977472 .
- Brownstein, JR; Moffat, JW (2007). "La evidencia del Bullet Cluster 1E0657-558 muestra una gravedad modificada en ausencia de materia oscura". Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . 382 (1): 29–47. arXiv : astro-ph / 0702146 . Código Bibliográfico : 2007MNRAS.382 ... 29B . doi : 10.1111 / j.1365-2966.2007.12275.x . S2CID 119084968 .
- CXO: Cosmology Bedeviling Devil's Advocate (The Chandra Chronicles) 21 de agosto de 2006
- CXO: 1E 0657-56: NASA encuentra prueba directa de materia oscura Imagen combinada de rayos X, visual y DM
- Animación de Harvard de la colisión que muestra cómo se separan la materia oscura y la materia normal.
- Harvard Simposio de Harvard: Markevitch PDF 36 imágenes en color y diapositivas de texto que modelan la existencia de materia oscura a partir de datos de clústeres de Bullet
- NASA: NASA encuentra prueba directa de materia oscura (Comunicado de prensa de la NASA 06-096) 21 de agosto de 2006
- Scientific American Artículo de Scientific American NOTICIAS DE CIENCIA 22 de agosto de 2006 Los cúmulos en colisión arrojan luz sobre la materia oscura que incluye una película de una simulación de la colisión
Coordenadas : 06 h 58 m 37,9 s , −55 ° 57 ′ 00 ″