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Vivímos en el Cúmulo Virgo y te lo muestro

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El Cúmulo de Virgo es un cúmulo de galaxias situado aproximadamente a una distancia de 59 ± 4 millones de años-luz (18.0 ± 1.2 Mpc)3 en dirección de la constelación de Virgo. Contiene unas 1300 galaxias, aunque puede que lleguen a ser hasta 2000 y forma la región central del mayor Supercúmulo Local, del cual forma también parte el Grupo Local. Se estima que su masa es de 1.2×1015 M? hasta unos 8 grados del centro del cúmulo, lo que equivale a un radio de aproximadamente 2.2 Mpc.3

Muchas de las galaxias brillantes de este cúmulo, incluida la galaxia elíptica gigante Messier 87 fueron descubiertas a finales de la década de 1770 e inicios de la década de 1780 y posteriormente incluidas en el catálogo de Charles Messier. Descritas por Messier como nebulosas sin estrellas, su verdadera naturaleza no sería descubierta hasta la década de 1920.

El cúmulo subtiende un arco máximo de unos 8 grados centrado en la constelación de Virgo y muchas de sus galaxias se pueden observar con un telescopio de aficionado. Su miembro más brillante es la galaxia elíptica gigante M49, pero la más notable y famosa es la galaxia M87, situada en su centro.

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Medio intergaláctico

Al igual que en otros cúmulos de galaxias ricos, el medio intergaláctico del Cúmulo de Virgo está lleno de un plasma a muy elevadas temperaturas (millones de Kelvin) detectable gracias a su emisión en rayos X, además de un número relativamente elevado de estrellas (alrededor de un 10% de la masa total en estrellas del cúmulo) -incluyendo cierto número de nebulosas planetarias- que se piensa han sido expulsadas de sus galaxias debido a interacciones gravitatorias con otras galaxias.,11 12 13 incluso regiones de formación estelar,14 y -aunque la evidencia en un principio fuera controvertida- cúmulos globulares,15 16 arrancados tal vez en su mayoría de galaxias enanas.17

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Observan el Cúmulo de Virgo con una resolución cien veces mayor

Se trata de un trabajo encabezado por astrónomos del Instituto de Astrofísica de la Universidad Católica

UC/DICYT La tecnología permite a los astrónomos observar el cielo en distintas ondas del espectro según lo que están buscando. Así lo hacen en el óptico -lo que ve nuestro ojo- o en el infrarrojo y el ultravioleta cercanos, entre otros, todos ocultos a la visión humana. En cada uno de ellos, los científicos pueden ver cosas distintas, desde astros en forma directa, hasta la radiación de objetos muy lejanos o que están detrás de nubes de polvos estelares.

Pero un grupo de investigadores, encabezados por los astrónomos del Instituto de Astrofísica de la Universidad Católica Thomas Puzia, académico, y Roberto Muñoz, posdoctorado, llevaron las técnicas de observación un paso más allá. Combinando datos obtenidos en el óptico, el infrarrojo cercano y el ultravioleta cercano del Cúmulo de Virgo, no sólo lograron ver galaxias mil veces más débiles que las detectadas con la mejor observación que había hasta ahora, sino también pudieron reconocer todo lo que está delante y detrás de la estructura. Algo que nadie había logrado hacer antes. El trabajo fue publicado en la revista Astrophysical Journal Supplement Series.

“En el equipo de trabajo teníamos la intuición de que, al combinar estas tres bandas del espectro electromagnético, lograríamos distinguir las diferentes estructuras presentes en el cúmulo de Virgo”, explica Roberto Muñoz.

Sumando más de 1000 horas de observación, el equipo estudió la zona central del cúmulo y pudo determinar la edad promedio y metalicidad de las galaxias. Hasta ahora se había podido identificar sólo las galaxias más brillantes y de mayor tamaño.

Pero para su sorpresa, agrega Thomas Puzia, no sólo pudieron ver lo que pasaba en el cúmulo mismo sino también todo lo que hay en su dirección. “Logramos hacer una especie de tomografía del espacio. Si bien nuestro objetivo era estudiar el Cúmulo de Virgo, lo que obtuvimos fue la información detallada y diferenciada de los distintos grupos o capas de objetos que hay en la dirección que apuntamos el telescopio”, explica el docente UC.

Así, el equipo logró obtener los detalles de las estrellas de nuestra galaxia -que están entre nosotros y el cúmulo-, y los objetos detrás de éste -galaxias bastante lejanas-.

Para lograr este trabajo titánico, dice Roberto Muñoz, debieron idear una nueva estrategia de observación. La dificultad de observar el cielo en el infrarrojo cercano es que como hay tanto brillo -y éste varía tanto en minutos-, los instrumentos sólo pueden enfocar el objeto de interés por pocos segundos y luego el telescopio debe moverse hacia una región más vacía del Universo para calibrar las observaciones. Con esta nueva técnica, el equipo optimizó todos esos tiempos muertos donde no se hace ciencia y logró obtener la suficiente información de los hallazgos anteriormente descritos.

“Este estudio sentará las bases para el diseño de las nuevas generaciones de instrumentos y surveys astronómicos, y cambiará la forma en que estudiamos los objetos celestes presentes en nuestra galaxia y el Universo local”, termina Thomas Puzia.

Así de ultrafinas son las galaxias

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El astrónomo Rafael Bachiller nos descubre en esta serie los fenómenos más espectaculares del Cosmos. Temas de palpitante investigación, aventuras astronómicas y novedades científicas sobre el Universo analizadas en profundidad.

Una imagen tomada recientemente por el telescopio Hubble de la galaxia NGC4762 nos recuerda cuán delgados pueden ser los discos de las galaxias. Como si se tratase de una colosal moneda vista perfectamente de canto, la galaxia aparece como una sorprendente línea muy recta y ultrafina. Se piensa que nuestra Vía Láctea también es así de delgada.

De canto



No podemos salir de nuestra galaxia para sobrevolarla, o para sobrevolar otras, y poder observar así directamente sus estructuras en 3 dimensiones. Hemos de conformarnos con la observación desde la Tierra, bajo una única perspectiva, de sus imágenes proyectadas en el plano del cielo. Afortunadamente la observación de un gran número de galaxias con orientaciones muy diversas nos permite hacernos una idea muy precisa de la estructura de muchas de ellas, e incluso hemos podido lograr tener una idea bastante detallada de nuestra Vía Láctea.

NGC4762 es una galaxia de aspecto sorprendente: desde la Tierra la vemos perfectamente de perfil, lo que permite apreciar la delgadez extrema de su disco. La nueva imagen tomada por el Hubble (que encabeza este artículo) revela un núcleo central brillante y una fina línea que abarca unos 100.000 años luz de extremo a extremo. En el fondo de la misma imagen pueden observarse muchas otras galaxias. De hecho, NGC4762 se encuentra en el cúmulo de Virgo, un grupo de unas 2000 galaxias que está situado a unos 60 millones de años luz de la Tierra.

NGC4762 es tan delgada y su orientación respecto de la Tierra es tan perfectamente de canto que resulta difícil determinar de qué tipo morfológico es esta galaxia. Hasta hace poco se pensaba que era una espiral barrada (una galaxia con brazos espirales y una barra que contiene su núcleo), pero esta nueva imagen tan detallada, en la que no se observan nubes oscuras polvorientas, parece indicar que se trata más bien de una galaxia lenticular de las que poseen pocas nubes interestelares.

También en el cúmulo de Virgo

Otra galaxia en el cúmulo de Virgo que nos revela su sorprendente delgadez es NGC4452. También esta galaxia, vista exactamente por el borde, aparece como una gigantesca línea muy recta y delgada. Si prestamos un poco más de atención a su imagen, también tomada por el telescopio espacial Hubble, podemos observar en el centro de la línea el brillante núcleo donde, muy posiblemente, se encuentra enterrado un agujero negro supermasivo.

Como en el caso de NGC4762, el halo difuso, relativamente brillante, que rodea al plano galáctico de NGC4452 está formado por las innumerables estrellas de las regiones periféricas de la galaxia. Se estima que cada una de estas galaxias puede contener muchos miles de millones de estrellas.

Aunque se piensa que la mayoría de las galaxias son tan delgadas como NGC4762 y NGC4452, son relativamente pocas las que resultan visibles tan exactamente por su perfil. Y es que para que se dé esta configuración es necesario que la Tierra se encuentre exactamente en el mismo plano geométrico que contiene al disco de la galaxia en cuestión.

La delgadez de la Vía Láctea

Nuestra galaxia, la Vía Láctea, que contiene más de 200 mil millones de estrellas, también está formada por un disco muy delgado de unos 100.000 años luz de diámetro.

Tales discos se forman probablemente durante los procesos de colapso gravitatorio que tienen lugar en las primeras etapas de formación de las galaxias. Aunque en los procesos de formación y evolución temprana de las galaxias intervienen muchos ingredientes y procesos, como la materia oscura y la fusión entre galaxias, parece que el gas existente en un sistema joven debe colapsar y contraerse rápidamente produciendo un gran aplanamiento en la región central que acaba formando un disco fino y en rápida rotación

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También interesante

* Además del disco delgado, las galaxias espirales poseen un disco más grueso y difuso, un gran halo esferoidal con baja densidad de estrellas y un denso bulbo o núcleo central que contiene un agujero negro en el centro.

* El cúmulo de galaxias de Virgo resulta difícil de apreciar en el cielo por la gran área angular que ocupa (unos 15 grados cuadrados). El centro del cúmulo está dominado por la gran galaxia elíptica M87 (el objeto número 87 del catálogo de Messier).

* De los más de 200 mil millones de estrellas que componen la Vía Láctea, tan sólo unas 9000 son visibles con el ojo desnudo. La mayor densidad de estrellas se observa hacia el disco de nuestra galaxia que, visto desde la Tierra, atraviesa el firmamento formando el camino de Santiago.

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