José Benavides, becario doctoral del Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (IATE), Mario Abadi, investigador del mismo instituto y Laura Sales, de la Universidad de California, publicaron un artículo en el que analizan, a partir de simulaciones computacionales, cómo llegan las galaxias a los cúmulos y cómo son sus interacciones una vez que están dentro.

 

 

Por Facundo Rodriguez
facundo.rodriguez@unc.edu.ar

Las galaxias pueden estar aisladas, agruparse en sistemas de pocos miembros o conformar cúmulos de cientos de galaxias. Así como las ciudades crecen a partir de la llegada de gente de otros lugares, en Astronomía es bien conocido que los grandes agrupamientos de galaxias se forman a partir de los más pequeños. Sin embargo, aún no se conocían los detalles de esta migración de las galaxias a los cúmulos.

Cuando se obtiene la imagen de un cúmulo de galaxias es como si le sacáramos una foto aérea a una ciudad, ya que nos brinda mucha información pero no nos permite tener certezas sobre cómo se fue transformando hasta alcanzar su estado actual. Por eso, este equipo de investigación analizó la llegada de las galaxias a los cúmulos a través de simulaciones numéricas, en las cuales se pueden observar la evolución de estos sistemas y los cambios que sufren las galaxias al ingresar a los cúmulos. Para este análisis, hicieron uso de los recursos computacionales del IATE y del Centro de Cómputos de Alto Desempeño (CCAD-UNC).

“Utilizamos las simulaciones cosmológicas hidrodinámicas denominadas Illustris, elegimos diez cúmulos de galaxias, miramos cómo serían en la actualidad y, dado que tenemos información en tiempos anteriores, analizamos cómo evolucionaron estos sistemas y cómo llegaron las galaxias que hoy forman parte del cúmulo” explica José Benavides, becario doctoral de la Secretaría de Ciencia y Tecnología de la UNC que encabeza la investigación publicada en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 

 

 

Demografía galáctica

En el estudio, encontraron que las galaxias que caen al cúmulo, tal como las personas que migran, pueden hacerlo solas, de a pares o en grupos. “Las galaxias pueden llegar solas o en grupos de hasta ochenta galaxias juntas, con todo un rango en el medio; sin embargo, cuanto más miembros tiene un grupo, es menos probable que caiga a un cúmulo”, describe Mario Abadi, investigador del CONICET con amplia trayectoria en el estudio de la formación y evolución de galaxias.

 

 

“De la misma forma en que a la Vía Láctea llegan grupos de galaxias de baja masa, denominadas enanas, en sistemas más grandes o más masivos existe el mismo fenómeno y se da más o menos en las mismas proporciones. Ésa es una de las predicciones más fuertes del modelo cosmológico actual, y es interesante comprobarlo en los cúmulos de galaxias con nuestro trabajo”, afirma Laura Sales quien ha realizado diversas investigaciones relacionadas con esta temática.

 

Interacciones y memoria

Así como en los centros de las ciudades hay mucha gente, pero cada cual sigue su camino, pasa rápido y, por lo tanto, no hay muchas posibilidades de interacción; en los cúmulos, ocurre algo similar. Las galaxias se mueven en el cúmulo a velocidades altas y, por lo tanto, es poco probable que dos galaxias se encuentren y se fusionen. “Siempre decimos que las velocidades de las galaxias en los cúmulos inhiben las posibilidades de fusiones; Sin embargo, hay imágenes donde se observan estructuras que indican interacciones; por lo tanto, decidimos explorar esto en nuestro trabajo e intentar explicarlo”, comenta Mario Abadi. “Encontramos que había eventos de fusión pero entre galaxias que tenían un origen común, es decir, que venían juntas. Dado que las velocidades relativas entre ellas son bajas, siguen interactuando aún en este nuevo entorno; es como si conservaran sus raíces”, agrega José Benavides.

 

Otra pregunta que orientó este trabajo es si las galaxias, una vez que caen al cúmulo, conservan una memoria del grupo en el que llegaron. Es decir, si algunas de sus características pueden servir para saber cuáles llegaron juntas al cúmulo. Y encontraron que las galaxias en poco tiempo son asimiladas y se mezclan con la población del cúmulo. Si bien hay variaciones según cómo sea la trayectoria de los sistemas, en el lapso de uno o dos mil millones de años (una cantidad pequeña en términos cosmológicos), ya pierden su identidad y es difícil establecer cuáles tienen un origen común.

Migraciones en el grupo de trabajo 

El equipo que llevó a cabo este estudio también se ha ido conformando a partir de una serie de migraciones. José Benavides realizó sus estudios de grado y maestría en Colombia y luego decidió realizar su doctorado en Córdoba, con este tema central de investigación. Laura Sales, en cambio, realizó sus estudios de grado y doctorado en la UNC y en el IATE y luego pasó por varios centros de investigación en Holanda, Alemania y Estados Unidos, donde actualmente es profesora en la Universidad de California, Riverside. Mario Abadi, por su parte, realizó la mayor parte de su carrera en el IATE y, también, investigó en Inglaterra, Israel y Canadá.

Trabajo a futuro

Luego del trabajo ya publicado, actualmente, este grupo se encuentra realizando análisis similares pero en simulaciones con mayor resolución, que les permiten estudiar a las galaxias de baja masa, denominadas galaxias enanas e indagar en sus procesos de formación. Por otro lado, se encuentran colaborando con otros equipos de trabajo para relacionar algunos de sus aprendizajes en simulaciones con lo que se encuentra en observaciones.

 

Publicación científica

Accretion of Galaxy Groups into Galaxy Clusters Autores | José A. Benavides, Laura V. Sales & Mario. G. Abadi.