Investigadores rastrean los orígenes químicos del cúmulo de galaxias de Perseo
Por: Instituto Kavli para la Física y las Matemáticas del Universo.
14 de mayo de 2026
Diagrama esquemático de una supernova impulsada por un chorro. Crédito de la imagen: Generado con Google Gemini AI y modificado por Kavli IPMU.
Un equipo internacional de investigadores ha desarrollado nuevos modelos estelares y de supernovas para explicar los misteriosos patrones de abundancia elemental dejados por miles de millones de explosiones de supernovas alrededor de la constelación de Perseo, que han sido difíciles de explicar con los modelos teóricos convencionales. En lo profundo de la constelación de Perseo se encuentra una de las estructuras más masivas conocidas por la ciencia: el cúmulo de Perseo; este titán del cosmos alberga más de mil galaxias en un mar de gas sobrecalentado conocido como medio intracúmulo.
Este gas, que emite rayos X con gran intensidad, actúa como un registro celeste, documentando las huellas químicas dejadas por miles de millones de explosiones de supernovas a lo largo de miles de millones de años. Sin embargo, los datos del telescopio espacial HITOMI (Astro-H) revelaron un profundo misterio, los modelos teóricos elaborados durante mucho tiempo por los investigadores necesitan correcciones importantes.
Las observaciones mostraron niveles de silicio, azufre, argón y calcio que no coincidían con la comprensión que tenían los investigadores sobre cómo nacen y mueren las estrellas masivas, con una masa al menos diez veces mayor que la del Sol. Esta discrepancia puso de manifiesto la necesidad de reconstruir por completo los modelos de evolución estelar.
Ahora una nueva serie de investigaciones, las observaciones mostraron niveles de silicio, azufre, argón y calcio que no coincidían con la comprensión que tenían los investigadores sobre cómo nacen y mueren las estrellas masivas, con una masa al menos diez veces mayor que la del Sol. Esta discrepancia puso de manifiesto la necesidad de reconstruir por completo los modelos de evolución estelar.
Posteriormente, el equipo amplió este trabajo, creando un extenso catálogo de modelos estelares que abarca un amplio rango de masas (de 15 a 60 masas solares) y “metalicidades”, es decir, la composición química inicial de una estrella determinada por su edad en el Universo. Al procesar este catálogo mediante un modelo de evolución química galáctica, lograron reconstruir una historia de más de 10 mil millones de años sobre cómo la retroalimentación de las supernovas ha moldeado los patrones químicos que observamos hoy.
El equipo también analizó el caso extremo en el que una supernova explota en forma de chorro bipolar. Esto ocurre cuando las estrellas están rotando, lo que da lugar a un agujero negro de rápida rotación (también conocido como colapsar) o a estrellas de neutrones. El disco de acreción que rodea los remanentes compactos está sujeto a inestabilidad magnetorrotacional, lo que provoca que un chorro muy energético se dirija hacia la envoltura estelar restante.
Se realizaron simulaciones multidimensionales para rastrear cómo el avión desencadenó un brote y la posterior explosión. Descubrieron que su marcada producción de zinc podría ser la clave para determinar la fracción de estos eventos extremos que ocurrieron en el Universo pasado. El equipo continuará estudiando cómo los modelos afectan la evolución química de la Vía Láctea a lo largo de la historia, lo que les permitirá profundizar en el estudio de la demografía de las supernovas y la población estelar. Asimismo, el equipo está interesado en analizar los próximos datos publicados por XRISM sobre diversos cúmulos galácticos.
Fuente:
https://www.ipmu.jp/en/20260514-Perseus