¿Qué es un grupo fósil?

Un grupo fósil es un sistema galáctico en el que algunas o todas las galaxias componentes se han fusionado para formar una sola galaxia elíptica. Este cuerpo tiene una masa y una luminosidad de rayos X comparable a la suma de sus componentes y está rodeado por una nube de gas caliente que se extiende por varios radios galácticos. Cualquier miembro del sistema no absorbido es típicamente distante y de mucha menos magnitud que el miembro dominante. Se ha sugerido que estos sistemas se formaron en un pasado muy lejano y representan la etapa final de la evolución de un grupo galáctico, de ahí el término 'fósil'.

La mayoría de las galaxias, incluida la Vía Láctea, son parte de un grupo local. En los grupos más compactos, las galaxias están lo suficientemente cerca como para proyectar que la gravedad provocará su fusión eventual en un solo cuerpo, centrado en un halo de materia oscura. Esta es una materia que no emite ni refleja radiación, pero puede detectarse por sus efectos gravitacionales. La presencia de materia oscura se infiere de las vastas nubes de gas que emiten altos niveles de radiación de rayos X que típicamente rodean estos sistemas. Se cree que este proceso formará un grupo fósil en el transcurso de unos pocos miles de millones de años.

Se han realizado observaciones de grupos galácticos que parecen estar en el proceso de formar un grupo fósil. Esto reforzó la idea de que es el resultado común para sistemas de cierta densidad y el único método de formación de grupos fósiles. Sin embargo, investigaciones posteriores han demostrado que la formación de fósiles está en sectores menos densamente poblados. Además, se han examinado grupos fósiles masivos que no podrían haber resultado de modelos comunes de fricción dinámica dentro de la vida conocida del universo.

El grupo fósil más masivo conocido se estudió utilizando los observatorios espaciales de rayos X XMM-Newton y Chandra, así como telescopios infrarrojos terrestres. Su galaxia elíptica es 500 mil millones de veces más luminosa que el sol, tiene una masa de más de 300 billones de masas solares y se encuentra en un halo de gas sobrecalentado de tres millones de años luz de diámetro. Según la opinión aceptada de la formación de grupos fósiles, una estructura de este tamaño no debería haber sido posible en el tiempo disponible.

Se ha propuesto una teoría de formación alternativa donde los efectos de la fricción dinámica que actúan sobre los cuerpos que se mueven en órbitas circulares sobre el centro de masa se reemplazan por un modelo asimétrico. Si se tira de la masa hacia el centro a lo largo de filamentos, o estructuras galácticas en forma de hilo, las fuerzas conocidas pueden explicar la formación a un ritmo mucho más rápido. Las similitudes entre las galaxias elípticas de los grupos fósiles y las galaxias brillantes en grandes cúmulos sugieren otro proceso formativo. El proceso final de la formación de grupos fósiles podría ser la fase inicial de formación de los grupos de grupos.