Durante décadas, los astrónomos han descrito el cúmulo de galaxias Abell 2029, una gran ciudad de galaxias en la constelación de Virgo, como “el cúmulo más relajado del universo”. Pero debajo de ese plácido exterior, los científicos han descubierto ahora que el cúmulo todavía reverbera debido a una antigua colisión cósmica.
Nuevas observaciones del Observatorio de rayos X Chandra sugieren que movimientos gigantes de “chapoteo” en el gas del cúmulo, desencadenados por una fusión hace aproximadamente 4 mil millones de años, pueden ayudar a calentar el cúmulo junto con la energía liberada por el agujero negro supermasivo en su centro. Según los investigadores, esto podría ayudar a explicar por qué el gas en los cúmulos de galaxias no se enfría tan rápido como se esperaba. Pero es de destacar que los nuevos datos de Chandra también revelaron subestructuras masivas aún visibles hoy en día, incluidas espirales gigantescas, frentes de choque y ondas de gas sobrecalentado que se propagan a través del cúmulo, según un comunicado publicado la semana pasada por el Observatorio de rayos X Chandra.
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Abell 2029, que alberga más de mil galaxias, se encuentra entre los cúmulos de galaxias más grandes conocidos, que son colecciones extensas de galaxias unidas por la gravedad e inmersas en enormes nubes de gas caliente. En su centro se encuentra IC 1101, una colosal galaxia elíptica que se estima abarca casi 6 millones de años luz de diámetro, lo que la convierte en una de las galaxias más grandes jamás descubiertas.
Desde la década de 1990, los astrónomos consideran que Abell 2029 es inusualmente tranquilo. Más recientemente, dos estudios publicados en 2025 utilizando el observatorio XRISM, que estudia el universo en luz de rayos X, encontraron niveles extremadamente bajos de turbulencia en el gas sobrecalentado que llena el espacio entre galaxias, lo que sugiere que el cúmulo no había experimentado una interacción disruptiva importante reciente, como una fusión.
Pero un tercer estudio XRISM, también publicado en 2025, insinuaba que no todo estaba del todo tranquilo.
En ese momento, los investigadores habían detectado bolsas de gas más frías incrustadas dentro de la atmósfera más caliente del cúmulo, posibles restos, dijeron, de antiguos movimientos de “chapoteo” provocados por una colisión hace mucho tiempo.
Las nuevas observaciones del Observatorio de rayos X Chandra añaden nueva evidencia a esa historia más turbulenta, revelando que, como ondas que persisten mucho después de que una piedra golpea el agua, las cicatrices grabadas en el gas sobrecalentado de Abell 2029 continúan contando la historia de un encuentro cósmico violento hace miles de millones de años.
Utilizando 21 nuevas observaciones de rayos X recopiladas en 2022 y 2023, junto con datos de archivo recopilados anteriormente, Watson y sus colegas rastrearon enormes estructuras ocultas dentro del gas caliente del cúmulo, incluida una de las “espirales de chapoteo” continuas más largas jamás observadas, informa el estudio. La espiral se extiende a casi 2 millones de años luz desde el centro del cúmulo.
Las observaciones también revelaron una depresión cóncava similar a una “bahía” al sur del núcleo del cúmulo, una amplia “salpicadura” de gas más frío que se extiende hacia el sureste y evidencia de una posible onda de choque que se propaga a través de las afueras del cúmulo, según el artículo.
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Para descubrir la variedad de subestructuras ocultas, el equipo utilizó técnicas de procesamiento de imágenes que eliminaron el brillo de rayos X, que de otro modo sería suave y simétrico, del cúmulo. Las simulaciones por computadora que luego rastrearon la historia del cúmulo sugieren que las estructuras probablemente se formaron después de que un cúmulo de galaxias más pequeño se hundiera en Abell 2029 hace miles de millones de años, señala el estudio.
Esa colisión habría desplazado el gas caliente, haciéndolo oscilar y girar a través del campo gravitacional del cúmulo, “similar a cómo se mueve el vino en una copa de vino”, se lee en el comunicado.
El estudio sugiere que esos movimientos de chapoteo gigantes pueden ayudar a regular cómo el cúmulo se enfría con el tiempo al redistribuir el calor a través del gas intracúmulo, junto con la energía inyectada por el agujero negro supermasivo activo en el centro de IC 1101, que es uno de los más masivos conocidos hasta la fecha.
Esto es importante porque el gas dentro de los cúmulos de galaxias irradia constantemente energía en rayos X y debería enfriarse gradualmente con el tiempo, y los científicos sospechan que la energía liberada por los agujeros negros supermasivos, conocida como retroalimentación AGN, ayuda a recalentar ese gas y evitar un enfriamiento descontrolado.
Pero los nuevos hallazgos sugieren que la actividad de los agujeros negros por sí sola puede no explicar completamente lo que está sucediendo en Abell 2029, y que el chapoteo a gran escala causado por la antigua fusión también puede desempeñar un papel importante en la agitación y el calentamiento del gas, señala el nuevo estudio.
Mientras tanto, la característica de salpicadura de gas más frío puede trazar una estela de material que quedó después de que el cúmulo más pequeño hiciera un segundo paso a través de Abell 2029, sugiere el estudio. Las simulaciones indican que el cúmulo más pequeño inicialmente atravesó al más grande, arrastrando gas hacia los lados y generando la enorme espiral. La gravedad del cúmulo más grande habría frenado al objeto más pequeño y lo habría arrastrado hacia atrás para otro encuentro, produciendo frentes de choque y perturbaciones adicionales en el gas.
Según el estudio, la estructura de la bahía puede representar flujos de gas superpuestos donde el borde exterior de la espiral se cruza con el material arrancado del cúmulo más pequeño durante la colisión.
Alternativamente, señala el estudio, la característica de la bahía podría estar asociada con el borde de una “burbuja fantasma” gigante, una antigua cavidad tallada en el gas por la actividad del agujero negro supermasivo en el centro de IC 1101.
Aunque Watson y sus colegas no encontraron evidencia clara de burbujas de radio no descubiertas previamente en el gas del cúmulo, señalan que los efectos de proyección podrían hacer que tales estructuras sean difíciles de detectar si están parcialmente alineadas a lo largo de nuestra línea de visión.
Esta investigación se describe en un artículo publicado en diciembre de 2025 en The Astrophysical Journal.