¿El supercúmulo Abell 1689 tiene momento angular?

No he estudiado este cúmulo de galaxias específicamente. Sin embargo, puedo hablar de sistemas como cúmulos de galaxias que tienen una gran cantidad de cuerpos que están lo suficientemente cerca como para tener un efecto gravitatorio no despreciable entre sí. Para cualquier sistema de n cuerpos, donde n es grande (un sistema solar, una galaxia, un cúmulo de galaxias,...), se puede suponer que, 1. hay un momento angular neto del sistema, y ​​2. es razonable suponer que este momento angular no es despreciable. Declaro 1 y 2 basados ​​en lo siguiente ( modelo muy general del sistema solar y formación de cúmulos de galaxias).

Estos sistemas de n cuerpos se forman por el colapso de una gran cantidad de gas, polvo y otros minerales. Cuando están completamente extendidas, estas nubes son frías, la velocidad de cualquier molécula o átomo dado en ellas es comparativamente lenta. Sin embargo, es muy improbable que el momento angular total de la nube de gas sea cero y, lo que es más importante, que sea cercano a cero. A partir de este punto, es fácil razonar que, siempre que no se aplique un impulso angular al sistema y no se agregue o elimine masa del sistema, la nube de gas puede colapsar o dispersarse de cualquier manera que sea consistente con la conservación del ángulo. cantidad de movimiento, y el momento angular del sistema no cambiará. Por lo tanto, un cúmulo de galaxias como Abel 1689 debería tener un momento angular no despreciable.

Pero me he saltado el paso lógico más importante del argumento anterior. Simplemente asumí de nuevo que el momento angular de la nube de gas no sería ni siquiera cercano a cero, lo que efectivamente cambió el nivel de la explicación un nivel más arriba. Desafortunadamente, la mejor respuesta a "¿por qué las nubes de gas tienen un momento angular no despreciable?" requiere explicar de dónde vienen las nubes de gas. El alcance de mi comprensión aquí es que las nubes de gas que formaron los cúmulos de galaxias solo existieron durante el universo muy temprano. Una vez que colapsaron en galaxias, no hay ningún proceso que pudiera haber causado que un cúmulo de galaxias (o incluso una galaxia) se disperse tan completamente que forme una nueva nube de gas de muy baja densidad que pueda volver a colapsar. Por lo tanto,

No sé si se dice que la suma total del momento angular en el universo es cero o algún valor finito. Sin embargo, sé que incluso si es cero, las regiones localizadas de materia en un sistema que tiene un momento angular cero no necesitan tener un momento angular cero. Por lo tanto, el sistema Abell 1689 podría ser una de esas regiones locales con un momento angular distinto de cero.

Continuación: Según The Cosmic Perspective: Seventh Edition , cuando se consideran galaxias que aún no han colisionado con otra galaxia, el momento angular inicial de la nube protogaláctica contribuye en gran medida a determinar si una galaxia será espiral o elíptica.

Con respecto a los cúmulos de galaxias elípticas, TCP dice lo siguiente: "Las observaciones de galaxias en cúmulos respaldan la idea de que al menos algunas galaxias elípticas resultan de colisiones y fusiones posteriores. Las galaxias elípticas dominan las poblaciones de galaxias en los núcleos de densos cúmulos de galaxias, donde las colisiones debería ser más frecuente. Este hecho puede significar que cualquier espiral una vez presente se convirtió en elíptica a través de colisiones ".

Por lo tanto, TCP sugiere en este párrafo que al menos ciertos cúmulos contienen núcleos densos de galaxias elípticas que resultaron de colisiones y fusiones de galaxias que tenían momentos angulares marcadamente diferentes, dando como resultado una nueva galaxia que tiene un momento angular mucho menor.

Pero esto tampoco responde realmente a tu pregunta. También busqué artículos académicos para encontrar algún consenso sobre cuáles son las características típicas del momento angular, y encontré muy poco. La mayoría de las discusiones sobre la formación de cúmulos de galaxias tratan sobre la formación y el colapso de filamentos. El único artículo destacado que encontré fue de Tom Crawford en la Universidad de Chicago: askanastronomer.org

"La clase de estructuras más obvia e incontrovertible más allá de la galaxia es el grupo o cúmulo de galaxias. Estas estructuras consisten en decenas de miles de galaxias individuales que están unidas entre sí por la gravedad y orbitan alrededor de un centro común. Ese centro no está definido por algunos enorme objeto central, ya que el Sol define el centro de nuestro sistema solar, sino por el centro de toda la masa en el cúmulo, incluida la materia oscura. De hecho, la materia oscura domina el presupuesto de masa de los cúmulos de galaxias, superando a la materia normal. en una proporción de cinco a uno".

Esta descripción sugiere algo más que movimientos "aleatorios" de objetos limitados gravitacionalmente (galaxias), pero definitivamente no dice nada sobre los momentos angulares netos de estos sistemas.

Algunos cúmulos de galaxias tienen rotación global o gradientes de velocidad en la línea de visión, probablemente como resultado de fusiones anteriores. La evidencia de esto proviene de un análisis de las posiciones y corrimientos al rojo de las galaxias constituyentes ( Hwang & Lee 2007 ). En principio, se podrían buscar firmas similares en rayos X del medio intracúmulo caliente, pero aún falta la tecnología ( Bianconi et. al. 2013 ).

La encuesta más reciente que pude encontrar es la de Manolopolou & Plionis (2017) utilizando datos SDSS DR10. Abell 1689 no está en su lista. Según estudios anteriores (por ejemplo, Lokas et al. 2006 ), la estructura de velocidad de este grupo es compleja, con múltiples estructuras a lo largo de la línea de visión. La similitud del potencial gravitacional del cúmulo inferido de las lentes gravitatorias y del gas que emite rayos X bajo el supuesto de equilibrio hidrostático sugiere que las contribuciones de la rotación o la turbulencia en el medio intracúmulo son pequeñas ( Tchernin et al. 2015 ).