Telescopio ALMA arroja luz sobre el misterio de las galaxias masivas desparecidas
De estallido de formación estelar a fracaso estelar
ALMA arroja luz sobre el misterio de las galaxias masivas desparecidas
24 de julio de 2013
Nuevas observaciones del telescopio ALMA
en Chile han proporcionado a los astrónomos la mejor visión obtenida
hasta el momento de cómo la fuerte formación estelar puede arrancar el
gas de una galaxia y dejar a las futuras generaciones de estrellas sin
el combustible necesario para formarse y crecer. Las impactantes
imágenes muestran enormes chorros de gas molecular eyectados por las
regiones de formación estelar en la cercana Galaxia del Escultor. Estos
nuevos resultados ayudan a explicar la extraña escasez de galaxias muy
masivas en el universo. El estudio se publica en la revista Nature el 25
de Julio de 2013.
Las galaxias — sistemas como nuestra Vía Láctea que contienen cientos
de miles de millones de estrellas— son las piezas básicas del cosmos.
Una de las metas más ambiciosas de la astronomía contemporánea es
comprender la forma en que crecen y evolucionan las galaxias, siendo la
formación estelar una tema clave: ¿qué determina el número de nuevas
estrellas que se formarán en una galaxia?La Galaxia del Escultor, también conocida como NGC 253, es una galaxia espiral situada en la constelación austral del Escultor (Sculptor). A una distancia de unos 11,5 millones de años luz de nuestro Sistema Solar, es uno de nuestros vecinos intergalácticos más próximos y la galaxia con estallido de formación estelar más cercana [1] visible desde el hemisferio sur. Utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) los astrónomos han descubierto humeantes columnas de gas denso y frío huyendo desde el centro del disco galáctico.
“Con la extraordinaria resolución y precisión de ALMA, podemos ver claramente, y por primera vez, concentraciones masivas de gas frío expulsadas por ondas expansivas de intensa presión creadas por las estrellas jóvenes” afirma Alberto Bolatto, de la Universidad de Maryland (EE.UU.), autor principal del artículo. “La cantidad de gas que medimos nos proporciona muestras evidentes de que algunas galaxias en crecimiento lanzan más gas del que absorben. Es posible que estemos viendo un ejemplo actual de algo muy común que ocurría en el universo temprano”.
Estos resultados pueden ayudar a explicar por qué los astrónomos han encontrado tan pocas galaxias altamente masivas en el cosmos. Los modelos por ordenador muestran que las galaxias más viejas y rojas deberían tener mucha más masa y más estrellas que lo que observamos actualmente. Al parecer los vientos galácticos o los escapes de gas son tan fuertes que privan a la galaxia del combustible necesario para la formación de la siguiente generación de estrellas [2].
“Estas características trazan un arco que se alinea casi perfectamente con los bordes de los escapes de gas caliente ionizado observados anteriormente”, señala Fabian Walter, investigador en el Instituto de Astronomía Max Planck (Heidelberg, Alemania), y uno de los coautores del artículo. “Ahora podemos ver, paso a paso, la progresión de cómo el estallido pasa a convertirse en gas escapando”.
Los investigadores han determinado que enormes cantidades de gas molecular — cerca de diez veces la masa de nuestro Sol al año, o posiblemente mucho más — estaba siendo eyectado de la galaxia a velocidades de entre 150.000 y cerca de 1.000.000 de kilómetros por hora [3]. La cantidad total de gas eyectado sumaría más gas que el que realmente se empleó en la formación de las estrellas de la galaxia en el mismo tiempo. A estos niveles, la galaxia podría quedarse sin gas en tan solo unos 60 millones de años.
“Para mí, este es un ejemplo excelente de cómo la nueva instrumentación da forma al futuro de la astronomía. Hemos estado estudiando la región de estallidos de formación estelar llamada NGC 253 y otras galaxias cercanas con estallidos de formación estelar durante casi diez años. Pero antes de ALMA, no había forma de ver este tipo de detalles” declara Walter. El estudio utiliza una configuración inical de ALMA con solo 16 antenas. “¡Es emocionante pensar qué podrá mostrarnos ALMA de este tipo de fenómenos con su conjunto completo de 66 antenas!”, añade Walter.
Más estudios con el conjunto completo de ALMA nos ayudarán a determinar el destino final del gas expulsado por el viento, lo cual nos revelará si los vientos provocados por los estallidos de formación estelar reciclan el material que forma a las estrellas o realmente se lo arrebatan al entorno.
Notas
[1] Las galaxias con estallidos de formación estelar (starburst galaxies en inglés) producen estrellas a un ritmo excepcionalmente alto. Dado que NGC 253 es uno de estos objetos extremos más cercano, es un objetivo ideal de estudio para conocer los efectos de este crecimiento frenético en la galaxia que lo alberga.[2] Observaciones previas han mostrado gas más caliente, pero mucho menos denso, escapando de la región de formación estelar NGC 253, pero esto, por sí solo, tendría muy poco impacto en el destino de la galaxia y en su capacidad para formar futuras generaciones de estrellas. Los nuevos datos de ALMA muestran el gas molecular, mucho más denso, recibiendo la “patada” inicial que lo alejará de la formación de nuevas estrellas y que lo empuja, barriéndolo junto con el escaso gas caliente, hacia el halo galáctico.
[3] Pese a que las velocidades son muy altas, no lo son lo suficiente como para eyectar el gas de la galaxia. Suele quedar atrapado en el halo galáctico durante muchos millones de años y, finalmente, podría volver a caer sobre el disco, generando nuevos episodios de formación estelar.
Información adicional
Esta investigcaión se presenta en el artículo “The Starburst-Driven Molecular Wind in NGC 253 and the Suppression of Star Formation”, por Alberto D. Bolatto et al., que aparece en la revista Nature el 25 de Julio de 2013.========
La galaxia con estallido de formación estelar NGC 253 a través de los ojos de VISTA y ALMA
Esta imagen comparativa de la brillante y cercana galaxia espiral NGC 253, también conocida como la Galaxia del Escultor, muestra la imagen infrarroja del telescopio VISTA de ESO (izquierda) y una nueva imagen detallada de los chorros de gas frío que escapan, obtenida en los rangos milimétricos por ALMA (a la derecha).
Crédito:
ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/J. Emerson/VISTA
Acknowledgment: Cambridge Astronomical Survey Unit
=========
La galaxia NGC 253 en la constelación de Sculptor
Esta gráfica muestra la ubicación de la cercana galaxia espiral NGC
253 dentro de la constelación del Escultor. Este mapa muestra gran parte
de las estrellas visibles, que bajo buenas condiciones, pueden ser
apreciadas a simple vista, y la galaxia misma está marcada con un
círculo rojo. Esta galaxia es bastante brillante como para ser vista
desde un lugar oscuro con binoculares, apareciendo con forma de una
mancha difuminada alargada.
Crédito:
ESO, IAU and Sky & Telescope
============
Crédito:
ESO, IAU and Sky & Telescope
============
Imagen de campo amplio de NGC 253 tomada por el VLT Survey Telescope
El VLT Survey Telescope (VST) ha captado en gran detalle la belleza
de la cercana galaxia espiral NGC 253. Este nuevo retrato es
probablemente la mejor vista de gran campo jamás tomada de este objeto y
de sus alrededores. Demuestra que el VST, el telescopio más nuevo en el
Observatorio Paranal de ESO, proporciona amplias vistas del cielo y
ofreciendo a la vez una impresionante calidad de imagen. Unas luminosas
regiones de permanente formación de estrellas se extienden a través de
NGC 253, que está produciendo nuevas estrellas a un ritmo feroz. La
información fue procesada empleando el sistema VST-Tube desarrollado por
A. Grado y colaboradores en el Observatorio INAF-Capodimonte.
Crédito:
ESO/INAF-VST
Acknowledgement: A. Grado/L. Limatola/INAF-Capodimonte Observatory
=========
Videos:
Crédito:
ESO/INAF-VST
Acknowledgement: A. Grado/L. Limatola/INAF-Capodimonte Observatory
=========
Videos:
Visión tridimensional del gas expulsado de NGC 253 a partir de las observaciones de ALMA
http://www.eso.org/public/chile/videos/eso1334a/
Este vídeo muestra una visualización tridimensional de las
observaciones de ALMA del gas frío de monóxido de carbono en la cercana
galaxia con estallido de formación estelar NGC 253 (la Galaxia del
Escultor). El eje vertical muestra la velocidad y el horizontal, a
medida que rota el punto de vista, muestra diferentes ángulos a lo largo
de la zona que ocupa la parte central de la galaxia. Los colores
representan la intensidad de la emisión detectada por ALMA, siendo el
rosa la emisión más fuerte y el rojo la más débil.
Estos datos han sido utilizados para mostrar cómo grandes cantidades de gas frío salen eyectados desde las partes centrales de esta galaxia. Esto hará que el proceso de formación de la siguiente generación de estrellas sea más complicado.
Crédito:
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Erik Rosolowsky
========
Estos datos han sido utilizados para mostrar cómo grandes cantidades de gas frío salen eyectados desde las partes centrales de esta galaxia. Esto hará que el proceso de formación de la siguiente generación de estrellas sea más complicado.
Crédito:
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Erik Rosolowsky
========
Visión tridimensional del gas expulsado de NGC 253 a partir de las observaciones de ALMA
http://www.eso.org/public/chile/videos/eso1334b/
Este vídeo muestra una visualización tridimensional de las
observaciones de ALMA del gas frío de monóxido de carbono en la cercana
galaxia con estallido de formación estelar NGC 253 (la Galaxia del
Escultor). El eje vertical muestra la velocidad y el horizontal, a
medida que rota el punto de vista, muestra diferentes ángulos a lo largo
de la zona que ocupa la parte central de la galaxia. Los colores
representan la intensidad de la emisión detectada por ALMA, siendo el
rosa la emisión más fuerte y el rojo la más débil.
Estos datos han sido utilizados para mostrar cómo grandes cantidades de gas frío salen eyectados desde las partes centrales de esta galaxia. Esto hará que el proceso de formación de la siguiente generación de estrellas sea más complicado.
Crédito:
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Erik Rosolowsky
fuente: Observatorio Europeo Austral (ESO)
Estos datos han sido utilizados para mostrar cómo grandes cantidades de gas frío salen eyectados desde las partes centrales de esta galaxia. Esto hará que el proceso de formación de la siguiente generación de estrellas sea más complicado.
Crédito:
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Erik Rosolowsky
fuente: Observatorio Europeo Austral (ESO)
Comentarios