Hipergalaxia: Grupos, c√ļmulos y superc√ļmulos de agrupaciones gal√°cticas

Cuando se observa que hay un conjunto de galaxias en el espacio, estamos hablando de una Hipergalaxia. El¬† n√ļmero de galaxias para poder formar una, oscila entre las 100 y las 10000. Esto quiere decir, que si la V√≠a L√°ctea nos parece grande en tama√Īo, no hay palabras para describir este tama√Īo. Sin embargo, hay un ejemplo de hipergalaxia que no es tan grande y es El Grupo Local en el que se encuentra la Via Lactea y este consta de unas 20 galaxias. Hasta la fecha son conocidas alrededor de 300 hipergalaxias.

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Podr√≠a decirse tambi√©n que es una agrupaci√≥n gal√°ctica. Es decir, que estar√≠amos tratando con una superestructura c√≥smica que est√° formada por miles de galaxias. La materia bari√≥nica del universo observable se distribuye a lo largo de estructuras colosales que reciben el nombre de filamentos o muros seg√ļn su forma, quedando gran cantidad de regiones huecas, llamadas vac√≠os, sin apenas materia luminosa.

Tales estructuras son conformadas por miles de agregados de galaxias con distintas formas y tama√Īos. Estas colosales macroestructuras son las m√°s recientes en la historia del universo. Adem√°s de esto, se mantienen cohesionadas por la materia oscura y la fuerza de la gravedad, pero la expansi√≥n acelerada del cosmos podr√≠a acabar imponi√©ndose y detener la acumulaci√≥n de materia. Aunque no se sabe si esta imposici√≥n ya ocurri√≥.

Por otro lado hay que destacar que las distintas agrupaciones de galaxias que conforman el universo se llaman grupos, c√ļmulos y superc√ļmulos. Cada nombre depende de su tama√Īo y el n√ļmero de galaxias que contienen. Van desde peque√Īos grupos con una decena de galaxias, hasta grandes c√ļmulos de miles de galaxias. Los superc√ļmulos son estructuras m√°s complejas, que est√°n formadas por centenares o miles de c√ļmulos gal√°cticos interaccionando gravitatoriamente entre s√≠.

Estos son los distintos tipos de hipergalaxia

Grupos

Grupos

Se trata de los menores agregados de las galaxias. Los grupos tienen las siguientes propiedades:

Contienen menos de 50 galaxias

Esto implica que esta clase de Hipergalaxia tiene un di√°metro de unos 2 megaparsec (Mpc).

Adem√°s poseen una masa del orden de 1013 masas solares.

La dispersión de velocidades es del orden de 150 km/s.

Como se ha mencionado anteriormente, la agrupación de Hiergalaxia que contiene a nuestra galaxia, la Vía Láctea, es el llamado Grupo Local, que consta de más de 20 galaxias. Se dice también que en realidad son más de 40 galaxias las que conforman el Grupo Local.

C√ļmulos

Los c√ļmulos¬†se trata de una Hipergalaxia o agrupaciones gal√°cticas que tienen caracter√≠sticas diferenciadoras de los grupos, ya que en este caso, la acumulaci√≥n gal√°ctica es mayor. Abell 2744 es un c√ļmulo de galaxias conocido como c√ļmulo de Pandora. Conforme a lo que indican los astr√≥nomos, los c√ļmulos de galaxias‚Äč son m√°s grandes que los grupos, como se ha mencionado. Sin embargo, en realidad no hay una l√≠nea divisoria definida entre ambas categor√≠as de Hipergalaxia.

Si se observan visualmente, los c√ļmulos se visualizan como colecciones de galaxias que son autosostenidos por la atracci√≥n gravitatoria. Sin embargo, sus velocidades son demasiado grandes para que sigan gravitacionalmente limitadas por sus fuerzas de atracci√≥n mutuas. Esta observaci√≥n demuestra la implicaci√≥n de la presencia de un componente adicional invisible. No obstante, algunas observaciones en rayos X han revelado la presencia de una gran cantidad de gas intergal√°ctico o intrac√ļmulo.

El gas intergal√°ctico es muy caliente, de aproximadamente unos 108 K. Por esta raz√≥n es que se emite en una frecuencia alta: de rayos X. Adem√°s de esto, la masa total del gas es mayor que la de todas las galaxias del c√ļmulo por un factor de dos. Sin embargo, este gas sigue siendo insuficiente para mantener la cohesi√≥n gravitatoria de los c√ļmulos. La raz√≥n de esto, es que el gas intracumular est√° en equilibrio aproximado con el campo gravitatorio de todo el c√ļmulo.

C√ļmulos

Por otra parte la distribuci√≥n del gas intrac√ļmulo es realmente fundamental, ya que este es el que permite calcular la forma de dicho campo y, por tal motivo, la masa total del c√ļmulo. Resulta que la masa total deducida es mucho mayor que la masa de las galaxias y del gas caliente juntos. Sin embargo, la componente que falta no puede ser otra que la materia oscura cuya naturaleza es a√ļn desconocida.

C√ļmulos comunes

En un c√ļmulo com√ļn o t√≠pico, aproximadamente s√≥lo el 5 % de la masa total se encuentra en forma de galaxias. Por otro lado, tiene un 10 % en forma de gas caliente intracumular y el 85 % restante es materia oscura. Pero lo que m√°s predominan en los c√ļmulos son las galaxias el√≠pticas e irregulares, esto a raz√≥n de la interacci√≥n de galaxias.

Adem√°s de esto, tambi√©n son bastante comunes las galaxias lenticulares. De estas galaxias se tiene la sospecha de que en bastantes casos pueden proceder de galaxias espirales que han perdido su gas y por tanto su capacidad de formar estrellas. Esto se debe al rozamiento causado por su movimiento a trav√©s del gas intergal√°ctico o a las interacciones con otras galaxias del c√ļmulo.

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Din√°mica de c√ļmulos

Con respecto a la din√°mica de los c√ļmulos gal√°cticos, se puede decir que existe una gran singularidad en este sentido. Lo que sucede es que se les puede considerar como un gas de galaxias donde las part√≠culas que lo componen en lugar de ser √°tomos o mol√©culas, m√°s bien son galaxias. Sin embargo, ese gas tiene unas condiciones particulares puesto que las galaxias se atraen entre s√≠ con fuerza mientras que las part√≠culas at√≥micas no lo hacen.

Si un gas es normal puede tender a expandirse y ocupar el m√°ximo espacio, mientras que por otra parte los c√ļmulos gal√°cticos no s√≥lo tienden a expandirse, sino que tambi√©n tienden a colapsar por su propia gravedad. Este comportamiento lo hace que se hallen en un delicado equilibrio entre su dispersi√≥n de velocidades y su masa. Cuanta m√°s masa tenga el c√ļmulo, m√°s alta ser√° la velocidad de escape.

De la misma manera, m√°s masa implica mayores fuerzas gravitatorias, lo que conlleva mayores aceleraciones y mayores velocidades. Esto implica que en los c√ļmulos m√°s masivos, las galaxias que los componen se mueven mucho m√°s r√°pido unas respecto a otras que en los menos masivos.

En el campo de gravedad es en el que se confina a las galaxias en un volumen de espacio determinado. De esta forma es en que las paredes de un recipiente hermético confinan el aire de su interior.

Evolución

La forma en c√≥mo han ido evolucionando los c√ļmulos posiblemente podr√≠a tomar dos rumbos. En un caso, tienden a concentrar m√°s materia agregando peque√Īos grupos y otras galaxias individuales, lo cual los lleva a compactarse cada vez m√°s y a adquirir una forma esferoidal. Mientras tanto, dicho c√ļmulo fagocita galaxias y grupos, el n√ļcleo del c√ļmulo canibaliza galaxias de √©ste convirti√©ndose su centro en una o m√°s galaxias el√≠pticas gigantes.

Tal concentraci√≥n es lo que mantiene a las dem√°s orbitando a su alrededor y que finalmente acabar√°n por fusionarse en una √ļnica galaxia el√≠ptica gigante formando lo que se conoce como c√ļmulo de galaxias f√≥sil: que es un c√ļmulo de galaxias con una √ļnica galaxia el√≠ptica en su centro y una carencia de galaxias brillantes en las regiones centrales.‚Äč

El otro rumbo de la evoluci√≥n de los c√ļmulos, est√° menos ligados gravitatoriamente y pueden evolucionar de forma distinta. Estad√≠sticamente siempre hay alguna galaxia capaz de alcanzar la velocidad de escape para salir del c√ļmulo. Estos c√ļmulos empiezan a perder galaxias y a medida que pierden masa, la velocidad de escape disminuye, esto es lo que acelera la p√©rdida de m√°s galaxias, provocando su fragmentaci√≥n hasta la total diluci√≥n.

Este resulta ser un proceso que puede venir motivado por la presencia de c√ļmulos mayores en las cercan√≠as, los cuales acabar√°n por devorar al peque√Īo.

Propiedades

Los c√ļmulos tienen un contenido aproximado que van entre 50 a 1000 galaxias, gas caliente emisor de rayos X y gran cantidad de materia oscura. La forma en c√≥mo se distribuyen estos tres componentes es aproximadamente la misma en cada c√ļmulo. Se estima que poseen una masa total que va desde 1014 a 1015 veces la masa solar. Y en tama√Īo normalmente tienen un di√°metro de 8 Mpc.

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Superc√ļmulos

Esta¬† Hipergalaxia es m√°s grande, pero no la mayor. Los grupos, c√ļmulos y algunas galaxias aisladas pueden formar estructuras mayores juntas: a esta es a la que se llaman superc√ļmulos. Dichas agrupaciones se comportar√≠an de forma parecida a los c√ļmulos. La diferencia es que en el supercumulo las part√≠culas elementales que lo constituyen ya no ser√≠an galaxias individuales, sino grupos y c√ļmulos gal√°cticos enteros que se mueven confinados en su colosal campo gravitatorio. Un ejemplo de superc√ļmulo es el c√ļmulo de Phoenix.

Superc√ļmulos

Estructuras a gran escala

Resultan ser las agrupaciones que conforman una Hipergalaxia que son m√°s grandes en el Universo observable. En las escalas m√°s grandes del universo visible, la materia se agrupa en filamentos y extensas paredes o muros rodeadas de vac√≠os a modo de enormes burbujas huecas con los superc√ļmulos como nodos. La estructura parece asemejarse a la de una esponja.