Las galaxias se calientan más a medida que envejecen

Investigadores de la Universidad Johns Hopkins y otras instituciones han encontrado que, en promedio, la temperatura de los cúmulos de galaxias hoy en día es de 2,22 millones de grados. Eso es 10 veces más caliente que hace 10.000 millones de años, y cuatro veces más que la atmósfera más exterior del Sol llamada corona. Los resultados se publicaron en la revista Astrophysical Journal.

"Hemos medido las temperaturas a lo largo de la historia del universo", dijo Brice Ménard, un profesor de física y astronomía de Johns Hopkins. "Con el paso del tiempo, todos esos cúmulos de galaxias se calientan cada vez más porque su gravedad atrae cada vez más gas hacia ellos".

Yi-Kuan Chiang, autor principal del estudio, agregó: "Este arrastre es tan violento que cada vez más gas es sacudido y calentado".

Imaginemos todos esos átomos de gas siendo succionados hacia las galaxias como si fueran miríadas de meteoroides atravesando la atmósfera de la Tierra, dijo Ménard. Se aceleran a medida que la gravedad tira de ellos hacia la superficie de la Tierra y se calientan debido a la fricción con la atmósfera antes de quemarse dando lugar a las estrellas fugaces, añadió. Este patrón de calentamiento debido a las fuerzas gravitacionales puede aplicarse a galaxias enteras, cúmulos de galaxias y más allá en las "estructuras a gran escala" del universo formadas por la gravedad, una teoría atribuida a James Peebles, el ganador del Premio Nobel de Física en 2019.

"Nuestras mediciones son una gran confirmación de esa teoría", dijo Ménard.

A medida que el universo evoluciona, las concentraciones de materia se ven rodeadas de halos de gas cada vez más calientes y grandes. (Foto: D. Nelson / Illustris Collaboration)

Para llevar a cabo este análisis, el equipo utilizó los datos recogidos por la comunidad astronómica durante dos décadas, primero desde un telescopio en tierra y que realizó el Sloan Digital Sky Survey y luego la misión Planck, un telescopio espacial dirigido por la Agencia Espacial Europea.

El equipo utilizó una técnica que Ménard desarrolló con Chiang. Con ella, estimaron el "desplazamiento al rojo" de las concentraciones de gas que se ven en las imágenes de la luz de microondas que se remontan en el tiempo hasta hace 10.000 millones de años. "Desplazamiento al rojo" describe la forma en que las longitudes de onda de la luz se alargan debido a la expansión del universo. Cuanto más lejos está algo, más larga es su longitud de onda y más antiguo es su origen.

El método les permitió medir el aumento gradual de la temperatura del gas en función de la edad del universo. Esta tendencia también se predice mediante simulaciones numéricas que muestran cómo la materia oscura y los átomos presentes en el gas evolucionan con el tiempo. Estas visualizaciones muestran las temperaturas del gas cambiando de un lienzo azul frío de hace 10.000 millones de años a uno moteado de rojo caliente hoy en día.

El calentamiento del universo no tiene nada que ver con el calentamiento climático de la Tierra, dijo Ménard. Es una consecuencia de la atracción gravitatoria que se había predicho, pero que ahora puede medirse con precisión con estas novedosas técnicas. (Fuente: NCYT Amazings)