25 de junio de 2015

Cuando dos galaxias se funden en una

Los astrónomos siempre han creído que las galaxias aumentan su tamaño cuando absorben a otras de menor tamaño, pero no es fácil de apreciar porque las estrellas de la galaxia que está siendo absorbida se mezclan con las de la galaxia anfitriona sin dejar un rastro claro.

Pero Alessia Longobardi, estudiante de doctorado en el Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik en Garching (Alemania), nos ha dado una buena noticia porque ha empleado una ingeniosa técnica observacional para demostrar que la galaxia gigante Messier 87 absorbió y se fusionó con una galaxia más pequeña.

Imagen 1: La galaxia M87 y su halo. Créditos: Chris Mihos (Case Western Reserve University)/ESO.

"Este resultado demuestra de manera directa que las grandes y luminosas estructuras del Universo siguen creciendo de forma sustancial", afirma Longobardi. "Un gran sector del halo exterior de Messier 87 es ahora dos veces más brillante de lo que sería si una colisión no hubiese ocurrido", añade.

Messier 87, situada en el centro del cúmulo de Virgo, es una enorme acumulación de estrellas con una masa total de más de un billón de veces la del Sol y está situada a unos 50 millones de años luz de distancia.

La nueva técnica

En lugar de tratar de observar estrellas individuales en Messier 87, Longobardi y su equipo analizaron las nebulosas planetarias, que al emitir una gran parte de su energía en unas pocas líneas espectrales se comportan como faros de luz verde, y analizadas con un potente espectrógrafo nos dicen dónde están y a qué velocidad viajan. Y todo esto a 50 millones de años luz de distancia.

Y es la gran distancia un inconveniente porque estas nebulosas planetarias son muy débiles. Para lograr los resultados obtenidos han exprimido a fondo toda la potencia del VLT (Very Large Telescope) y de su espectrógrafo FLAMES (Fibre Large Array Multi Element Spectrograph). Comparando luminosidades, estas nebulosas planetarias típicas situadas en el halo de M87 es equivalente al brillo de dos bombillas de 60W en Venus vistas desde la Tierra.

Imagen 2: Nebulosas planetarias en el halo de M87. En rojo se muestran las que se alejan y en azul las que se acercan. Créditos: A. Longobardi (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik)/C. Mihos (Case Western Reserve University)/ESO.

La clave de la investigación es que los movimientos de las nebulosas planetarias, ya sea acercándose o alejándose de la Tierra, provocan cambios en las líneas espectrales como resultado del efecto Doppler y se pueden medir con precisión utilizando un espectrógrafo altamente sensitivo como FLAMES. De esta forma se deduce la velocidad de las nebulosas.

Un vaso de agua

Si M87 fuera un estanque y la galaxia acretada fuera un vaso de agua, al verter el vaso, su agua resultaría indistinguible frente al agua del estanque. Pero en el proceso de fusión se provocan ondas y otras alteraciones que podrían mostrar por ejemplo si hay partículas de lodo en el agua. Por tanto, movimientos de las nebulosas planetarias proporcionan pistas que apuntan a una fusión galáctica.

"Estamos siendo testigos de un reciente y único evento de acreción en donde una galaxia de tamaño medio colapsó en el centro de Messier 87, y como consecuencia de las enormes mareas gravitacionales, sus estrellas se encuentran ahora esparcidas a lo largo de una región que es 100 veces más grande que la galaxia original", indica Ortwin Gerhard, jefe del grupo de dinámica del Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik y coautor del estudio.

Imagen 3: Distribución espacial y color asociados con la subestructura cinemática identificada en las nebulosas planetarias del halo de M87. Izquierda: Imagen en banda V de 1,6 x 1,6 grados cuadrados centrada en M87. Los círculos y los diamantes indican la posición espacial de las nebulosas planetarias halo de M87. Los colores magenta y verde indican las velocidades de las nebulosas por encima o por debajo, respectivamente, de 1.254 Km/s. Centro: Imagen modificada de M87 para destacar las estructuras débiles. La subestructura en forma de corona es visible a una distancia de 800"-1.200" (60-90 Kpc) a lo largo del eje NW de M87. (La línea azul mide 90 Kpc). Derecha: Color B-V de M87 con las nebulosas planetarias marcadas con puntos blancos. La elipse punteada indica la isofota a la distancia de 1200".Créditos: Astronomy&Astrophysics/A. Longobardi et al.

Otro pilar que refuerza la absorción galáctica es la presencia de estrellas más jóvenes y azules de las que se deberían encontrar en Messier 87, por lo que se cree que antes de su fusión, la galaxia absorbida era una galaxia espiral con gran actividad de formación estelar.

"Es muy emocionante poder identificar estrellas que han estado esparcidas a lo largo de cientos de miles de años luz en el halo de la galaxia. Las verdosas nebulosas planetarias son la aguja en el pajar de las estrellas doradas. Pero estas raras 'agujas' guardan los indicios de lo que ocurrió con las estrellas", concluye Magda Arnaboldi investigadora del ESO (Observatorio Europeo Austral) en Garching, (Alemania) y coautora de la investigación.

Por tanto, con algo tan "sencillo" como los vaivenes producidos en una galaxia podemos determinar que se provocaron por una fusión de galaxias sin haberla visto y sin tener claros detalles. Es por tanto un avance obtenido por un método indirecto. Estas ideas pueden originar otras que podrían explicar fenómenos del universo que ahora se nos escapan.
Esta investigación ha sido publicada el 25 de junio de 2015 en la revista Astronomy & Astrophysics Letters bajo el título “The build-up of the cD halo of M87 - evidence for accretion in the last Gyr”, por A. Longobardi et al. El trabajo también fue presentado en la conferencia anual de la Sociedad Astronómica Europea, EWASS 2015, que se celebra en La Laguna (Tenerife).

El equipo que ha llevado a cabo la investigación está compuesto por A. Longobardi (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Alemania), M. Arnaboldi (ESO, Alemania), O. Gerhard (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Alemania) y J.C. Mihos (Case Western University, Estados Unidos).
Artículo científico:

Referencias:

--
¿Te interesa? Sígueme también en Twitter.

National Geographic Oferta 

No hay comentarios:

Publicar un comentario