Cúmulo de Phoenix

Cúmulo de Fénix

Cúmulo de Fénix visto en una imagen compuesta de múltiples longitudes de onda de rayos X y superposiciones de luz visible.
Datos de observación
(Época J2000.0)
Tipo Agrupación galáctica
Ascensión recta 23 h 44 m 40.9 s
Declinación -42°41′54″
Distancia 1.79 gigaparsecs (5.8 Gly)
Constelación Fénix
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El cúmulo de Phoenix (Fénix) es un grupo de galaxias a 5700 millones de años luz de la Vía Láctea, en la constelación de Fénix. Es la estructura más masiva y luminosa identificada en el universo hasta hoy (2012). Emite una cantidad de rayos X nunca antes observada. Se estima que su galaxia central produce unas 740 estrellas por año. En comparación, al año la Vía Láctea genera tan solo una estrella.

Descubrimiento

Investigadores que usan el Telescopio Polo Sur, en la Antártida, comenzaron a observar este cúmulo en 2010, usando el efecto Siunyáiev-Zeldóvich. Luego usaron otros diez telescopios en órbita (Observatorio Chandra) y en tierra, para observar la agrupación en diferentes longitudes de onda y develar sus características.

Características: Líneas de investigación

Una característica interesante de este cúmulo (con desplazamiento al rojo de 0.596), objeto de estudio, es el color azul brillante de su núcleo, que denota que el gas circundante se enfría a un ritmo rápido, generando así condiciones ideales para formar estrellas masivas a rapidez extrema, sin precedente. Así, los investigadores pueden observar de manera muy evidente el «flujo de refrigeración» predicho en la teoría, necesario para que, por el enfriamiento de los gases en el centro de un cúmulo, se favorezca la agrupación de materia prima que formará nuevas estrellas. En las agrupaciones de galaxias comunes, más antiguas, es al contrario: la génesis estelar es débil por la anulación de ese flujo por emisión de partículas energéticas de los agujeros negros en su centro. Se estima que la radiación del agujero negro en el centro de Phoenix, quizá el más masivo conocido hasta la fecha (más de 5.800 millones de masas solares [M☉]), no baste para evitar el enfriamiento, hecho que los científicos destacan como «insostenible».

Componentes

Galaxia central

La galaxia cD elíptica central del cúmulo, Fénix A, tiene un núcleo galáctico activo que se describe comparte las propiedades de ser un cuásar y una galaxia Seyfert tipo 2, alimentada por un agujero negro supermasivo central. La galaxia tiene aún una morfología incierta.

Fénix A también contiene grandes cantidades de gas caliente. Ahí hay más materia normal que el total de las otras galaxias del cúmulo. Datos de las observaciones indican que el gas caliente se enfría en las regiones centrales a ritmo de 3820 M☉ por año, el más alto jamás registrado.

También atraviesa un estallido estelar masivo, el más alto registrado en medio de un cúmulo de galaxias, aunque otras galaxias con corrimientos al rojo más altos tienen una tasa de estallido estelar más alta. Las observaciones de una variedad de telescopios, incluidos los espaciales GALEX y Herschel, muestran que ha estado convirtiendo el material en estrellas a un ritmo excepcionalmente alto de 740 M☉ por año. Esto es considerablemente más alto que el de NGC 1275 A, la galaxia central del cúmulo de Perseo, donde las estrellas se forman a ritmo alrededor de 20 veces menor, o el ritmo anual de formación de estrellas en la Vía Láctea.

Agujero negro supermasivo

Comparación ilustrativa de horizontes de eventos (el de Phoenix A se basa en estimaciones modelo-dependientes, no en una medición directa). La órbita de Neptuno se incluye como referencia.

El agujero negro central del cúmulo de Fénix impulsa el núcleo activo de la galaxia Fénix A (que comparte propiedades de cuásar y galaxia Seyfert tipo 2) y los chorros relativistas que crean las cavidades en el medio intracúmulo.

La masa de este agujero negro no ha sido medida directamente mediante mecánica orbital (estrellas o gas). Las estimaciones disponibles son indirectas y modelo-dependientes:

  • Un estudio de modelado teórico de Brockamp y colaboradores (2016) sugiere que, bajo supuestos extremos de crecimiento adiabático y eficiencia de feedback en los cúmulos más masivos y luminosos en rayos X, la masa podría alcanzar el orden de 1011 M☉ (100 mil millones de masas solares). Este valor no es una medición confirmada y se ha malinterpretado frecuentemente en divulgación como un dato sólido.
  • Trabajos posteriores del grupo de McDonald y colaboradores, basados en la potencia mecánica de los chorros, la luminosidad de enfriamiento y el balance de feedback, sitúan la masa de forma más consistente en torno a ∼1010 M☉ (alrededor de 10 mil millones de masas solares), o la describen como posiblemente submasiva respecto al tamaño del núcleo frío del cúmulo. Estimaciones tempranas ya citaban un valor bajo de ∼10 mil millones de masas solares.

El agujero negro está acreciendo materia a un ritmo de aproximadamente 60 M☉ por año. Cualquier afirmación de que es “el más masivo conocido” o de que pertenece a la categoría hipotética de agujeros negros estupendamente grandes (SLAB) depende de la estimación de 1011 M☉, que permanece sin confirmar por mediciones dinámicas.

Referencias

  1. ↑ «NAME Phoenix Cluster». simbad.u-strasbg.fr. Consultado el 4 de mayo de 2023.
  2. ↑ «SPT-CL J2344-4243». simbad.u-strasbg.fr. Consultado el 4 de mayo de 2023.
  3. ↑ NASA. «The Remarkable Phoenix Cluster». Archivado desde el original el 3 de junio de 2013. Consultado el 15 de agosto de 2012.
  4. ↑ «Detectan Cúmulo más masivo y luminoso hasta la fecha». Europa Press. 15 de agosto de 2012. Consultado el 15 de agosto de 2012.
  5. 1 2 3 Mcdonald, Michael; Bayliss M. (2012). A massive, cooling-flow-induced starburst in the core of a luminous cluster of galaxies.
  6. ↑ Mcdonald, Michael; Sylvain Veilleux and Richard Mushotzky (2010). THE EFFECT OF ENVIRONMENT ON THE FORMATION OF Hα FILAMENTS AND COOL CORES IN GALAXY GROUPS AND CLUSTERS.
  7. ↑ Tremblay, Grant Rusell (2011). FEEDBACK REGULATED STAR FORMATION IN COOL CORE CLUSTERS OF GALAXIES. (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
  8. ↑ Yun, Min S.; Scott, K. S.; Guo, Yicheng; Aretxaga, I.; Giavalisco, M.; Austermann, J. E.; Capak, P.; Chen, Yuxi et al. (21 de febrero de 2012). «Deep 1.1 mm-wavelength imaging of the GOODS-South field by AzTEC/ASTE -- II. Redshift distribution and nature of the submillimetre galaxy population». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 420 (2): 957-985. doi:10.1111/j.1365-2966.2011.19898.x. Consultado el 8 de mayo de 2023.
  9. ↑ Borenstein, Seth (16 de agosto de 2012). «Star births seen on cosmic scale in distant galaxy» (en inglés). Archivado desde el original el 1 de febrero de 2013. Consultado el 8 de mayo de 2023.
  10. ↑ Brockamp, Michael; Baumgardt, Holger (2016). «Unveiling Gargantua: A new search strategy for the most massive central cluster black holes». Astronomy & Astrophysics 585: A153. doi:10.1051/0004-6361/201526873.
  11. ↑ McDonald, Michael et al. (2019). «Anatomy of a Cooling Flow: The Feedback Response to Pure Cooling in the Core of the Phoenix Cluster». The Astrophysical Journal. doi:10.3847/1538-4357/ab464c.
  12. ↑ «Cold Gas and Star Formation in the Phoenix Cluster with JWST». The Astrophysical Journal. 2025. doi:10.3847/1538-4357/aded90.
  13. ↑ «Record-Breaking Phoenix Galaxy Cluster: By the Numbers». Live Science. 2012.