11 de julio de 2014

Fusión galáctica y formación estelar

Las colisiones de galaxias son uno de los eventos más fascinantes del Universo, tanto por su proceso como por las increíbles formas que pueden llegar a formar. Son auténticos choques de titanes donde las fuerzas gravitatorias de cuerpos de varias deccenas de años luz de tamaño entran en juego desgarrando, deformando y destrozando sus miembros, pero a la vez generando nuevas estrellas.

En el centro de esta imagen se pueden apreciar dos galaxias elípticas en colisión que forman parte del cúmulo galáctico conocido como [HGO2008]SDSS J1531+3414. Es una región que ya se había observado antes, pero en esta nueva imagen del Hubble se puede apreciar por primera vez y de manera muy clara que el objeto central está compuesto por dos partes diferenciadas. Sin embargo, no permanecerán separadas mucho tiempo porque están en pleno proceso de fusión galáctica y terminarán por ser un sólo objeto.

Imagen 1: Imagen del Hubble (NASA/ESA) mostrando el cúmulo [HGO2008]SDSS J1531+3414. Créditos: NASA, ESA/Hubble & Grant Tremblay (European Southern Observatory).

Las dos galaxias se cruzaron en sus caminos para fusionarse y en un futuro convertirse en un sólo objeto. Como consecuencia, se ha generado una cadena de supercúmulos estelares que se muestran como un bobinado alrededor de los núcleos de las galaxias. Además, las galaxias están rodeadas por un anillo azul con forma ovoide provocada por la inmensa gravedad del cúmulo hasta el punto de doblar la luz de otras galaxias más allá de él. Se trata por lo tanto de un efecto de lente gravitatoria.

La fusión galáctica

Las fusiones galácticas se producen cuando dos o más galaxias se aproximan demasiado la una a la otra, viéndose atraídas gravitatoriamente. Es un proceso violentos donde se ven involucrado el polvo interestelar, gas y estrellas, donde el fuerte tirón gravitatorio altera la apariencia global de las galaxias llegando a formar grandes colas gaseosas, anillos de brillantes o discos galácticos deformados, como es el caso de NGC 520, un claro ejemplo de las etapas intermedias del proceso de fusión cuando los discos de las galaxias matrices han agrupado juntos, pero los núcleos aún no se han unido.

Imagen 2: Aspecto de NGC 520 (Arp 157), producto de una colisión entre dos galaxias que comenzó hace 300 millones de años. Es considerado uno de los pares de galaxias más brillantes en el cielo. Créditos: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration and B. Whitmore (STScI).

Encontrar dos galaxias elípticas que se fusionan es rara, pero es aún más raro encontrar una fusión entre las elípticas suficientemente ricas en gas para inducir la formación de estrellas. Las galaxias en los cúmulos generalmente se piensa que han sido privados de sus contenidos gaseosos; un proceso que el Hubble ha visto recientemente en la acción. Sin embargo, en esta imagen, no sólo se han capturado dos galaxias elípticas fusión pero su población estelar recién nacido es también una especie rara.

El collar estelar

Las estrellas más jóvenes se cree que son los primeros resultados de la fusión son parte de lo que se conoce como los "abalorios del collar" (beads on a string) en formación estelar. Este tipo de formación se muestra como una cuerda de nudos de filamentos gaseosos con zonas brillantes indicando el lugar de las nuevas estrellas, siendo un proceso equivalente a la formación y caída de las gotas de lluvia.

Esta particular cadena está formada por 19 aglomeraciones de estrellas jóvenes enlazadas con estrechos filamentos de hidrógeno molecular. Esta cadena compone un collar muy largo: 100.000 años luz, un largo equivalente a la longitud de nuestra Vía Láctea. Esta cadena, a pesar de su gran tamaño queda empequeñecida por las gigantescas galaxias que están implicadas en la fusión ya que su tamaño ronda los 330.00 años luz, esto es, tres veces más grande que nuestra galaxia.

Ahora el reto se encuentra en comprender mejor el filamento azul producto del efecto de lente gravitatoria, ya que hay algunos aspectos de esta hebra que no se conocen en su totalidad sobre la formación estelar que tiene lugar en él. El Hubble tal vez se quede pequeño para hacer estos análisis que ayuden a comprender la morfología de ese ovoide azul eléctrico, pero la llegada al espacio del JWST (James Webb Space Telescope) seguro que nos premiará con nuevos datos que ayuden a esclarecer las dudas.
Agradecimientos:
M. Gladders & M. Florian (University of Chicago, Estados Unidos), S. Baum, C. O'Dea & K. Cooke (Rochester Institute of Technology, Estados Unidos), M. Bayliss (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Estados Unidos), H. Dahle (University of Oslo, Noruega), T. Davis (European Southern Observatory), J. Rigby (NASA Goddard Space Flight Center, Estados Unidos), K. Sharon (University of Michigan, Estados Unidos), E. Soto (The Catholic University of America, Estados Unidos) y E. Wuyts (Max-Planck-Institute for Extraterrestrial Physics, Alemania). 
Imagen 1: Composición creada a través de imágenes tomadas por la WFC3 a bordo del Telescopio Espacial Hubble en los siguientes filtros:
Banda Ultravioleta (filtro U: 390 nm)
Banda Óptica (filtro G: 606 nm)
Bandas Infrarrojas (filtro I: 814 nm y filtro R: 1.6 um)

Imagen 2: Composición creada a través de imágenes tomadas por el instrumento ACS a bordo del Telescopio Espacial Hubble en los siguientes filtros:
Bandas Ópticas (filtro B: 435 nm y filtro V: 555 nm)
Banda Infrarroja (filtro I: 814 nm)

Nota de prensa (ESA): 

Nota de prensa (NASA): 

Referencias: 

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