El medio intergaláctico cálido-caliente ( WHIM ) es el plasma escaso, cálido a caliente (10 5 a 10 7 K ) que los cosmólogos creen que existe en los espacios entre las galaxias y que contiene el 40-50% [1] [2] de la "materia normal" bariónica en el universo en la época actual . [3] El WHIM puede describirse como una red de gas caliente y difuso que se extiende entre las galaxias y consiste en plasma, así como átomos y moléculas , en contraste con la materia oscura . El WHIM es una solución propuesta al problema del barión faltante , donde la cantidad observada de materia bariónica no coincide con las predicciones teóricas de la cosmología. [4]
Gran parte de lo que se sabe sobre el medio intergaláctico cálido-caliente proviene de simulaciones por computadora del cosmos. [5] Se espera que el WHIM forme una estructura filamentosa de bariones tenues y altamente ionizados con una densidad de 1-10 partículas por metro cúbico. [6] Dentro del WHIM, los choques de gas se crean como resultado de núcleos galácticos activos , junto con los procesos de fusión y acreción impulsados gravitacionalmente. Parte de la energía gravitacional suministrada por estos efectos se convierte en emisiones térmicas de la materia mediante el calentamiento por choque sin colisión . [1]
Debido a la alta temperatura del medio, la expectativa es que se observe más fácilmente a partir de la absorción o emisión de radiación ultravioleta y de rayos X de baja energía. Para localizar el WHIM, los investigadores examinaron observaciones de rayos X de un agujero negro supermasivo de rápido crecimiento conocido como núcleo galáctico activo o AGN. Se vio que los átomos de oxígeno en el WHIM absorbían los rayos X que pasaban a través del medio. [7] En mayo de 2010, el Observatorio de rayos X Chandra detectó un depósito gigante de WHIM que se encuentra a lo largo de la estructura en forma de pared de las galaxias ( Sculptor Wall ) a unos 400 millones de años luz de la Tierra. [7] [8] En 2018, las observaciones de átomos de oxígeno extragalácticos altamente ionizados parecieron confirmar las simulaciones de la distribución de masa de WHIM. [4] Las observaciones de dispersión de ráfagas de radio rápidas en 2020 parecieron confirmar además que la masa bariónica faltante se encuentra en el WHIM. [9]
Conceptualmente similar a WHIM, el medio circungaláctico ( CGM ) es un halo de gas entre el medio interestelar y los radios viriales que rodean las galaxias, que es difuso y casi invisible. [10] La idea actual es que el CGM es una fuente importante de material formador de estrellas y que regula el suministro de gas de una galaxia. Si fuera visible, el CGM de la galaxia de Andrómeda (1,3-2 millones de años luz) se extendería tres veces el tamaño del ancho de la Osa Mayor, fácilmente la característica más grande en el cielo nocturno, e incluso chocaría con nuestro propio CGM, aunque eso no se sabe completamente porque vivimos en él. Hay dos partes en capas en el CGM de Andrómeda: una capa interna de gas está anidada dentro de una capa externa. La capa interna (0,5 millones de años luz) es más dinámica y se cree que es más dinámica y turbulenta debido a los flujos de salida de las supernovas, y la capa externa es más caliente y más suave. [11]
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