11 de septiembre de 2015

Un extraño criadero de estrellas

Los cúmulos de galaxias son grandes agrupaciones de galaxias unidas por su propia gravedad. Nuestra Vía Láctea se encuentra dentro de un pequeño grupo conocido como el Grupo Local que a su vez es miembro del supercúmulo denominado Laniakea.

Las galaxias situadas en el centro de los cúmulos están formadas generalmente por fósiles estelares, esto es, estrellas rojas muy viejas, o directamente, estrellas moribundas. Sin embargo, los astrónomos han descubierto una galaxia gigante en el corazón de un cúmulo llamado SpARCS1049+56 que parece ir contra esta tendencia ya que está formando nuevs estrellas a un ritmo muy alto.

Imagen 1: Imagen compuesta del cúmulo SpARCS1049 usando los datos obtenidos con los telescopioes espaciales Spitzer y Hubble. Créditos: NASA/STScI/ESA/JPL-Caltech/McGill.

Criadero de estrellas

"Creemos que la galaxia gigante del centro de este grupo está formando nuevas estrellas como consecuencia de la fusión con una galaxia más pequeña", explica Tracy Webb, de la Universidad McGill en Montreal (Canadá), autor principal del artículo asociado a esta investigación.

La galaxia fue descubierta inicialmente utilizando el telescopio espacial Spitzer (NASA) y el Canada-France-Hawaii Telescope, ubicado en el observatorio hawaiiano de Mauna Kea (Estados Unidos). Posteriormente, su existencia fue confirmada en el W.M. Keck Observatory, también en Mauna Kea. Una vez confirmado, se hizo un seguimiento utilizando el telescopio espacial Hubble (NASA/ESA), lo que permitió a los astrónomos explorar la actividad en esa galaxia.

Imagen 2: Detalle de la región central del cúmulo galáctico SpARCS1049. La cola de marea, indicativo de la fusión que ha experimentado, es apreciable, así como la propia galaxia, más brillante. Créditos: NASA/STScI/ESA/JPL-Caltech/McGill.

Un lugar muy muy lejano

El cúmulo SpARCS1049+56 está muy alejado: su luz ha tardado en llegar a nosotros nada más y nada menos que 9.800 millones de años. Alberga en su interior al menos 27 galaxias y tiene una masa combinada equivalente a 400.000 millones de soles, y el hecho de que su corazón esté creando nuevas estrellas lo convierte en algo único. La galaxia más brillante del cúmulo es capaz de generar unas 800 nuevas estrellas por año. Comparativamente, la Vía Láctea forma dos estrellas al año como mucho.

"Los datos de Spitzer nos ofrecen una cantidad enorme de datos sobre la formación de estrellas en el corazón de este grupo, algo que rara vez se ha visto antes, y desde luego nunca en un cúmulo tan distante", comenta Adam Muzzin de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) y coautor del artículo.

El telescopio Spitzer, al captar la luz infrarroja, puede detectar el resplandor de regiones de formación estelar ocultas por el polvo. Los estudios de seguimiento con el Hubble en luz visible ayudaron a identificar lo que estaba incentivando la nueva formación estelar, y parece ser que se trata de una galaxia más pequeña que se fusionó recientemente con la galaxia central del cúmulo, aportando material gaseoso y prendiendo la mecha de un violento proceso de formación estelar.

Imagen 3: Región del cielo donde se encuentra el cúmulo galáctico SpARCS1049+56, formado por al menos 27 galaxias. Créditos: NASA, ESA, Digitized Sky Survey 2.

El collar cósmico

"Usamos el Hubble para explorar la galaxia en profundidad y no nos decepcionó", comenta Muzzin. "El Hubble encontró despojos de una fusión en el centro de este cúmulo. Detectamos formas que parecían las cuentas de un collar ", añade. Estas formas en cuentas de collar son signos de un evento conocido como fusión húmeda; esto se produce cuando las galaxias ricas en gas chocan y éste se convierte rápidamente en nuevas estrellas. Un claro ejemplo lo podemos encontrar en el cúmulo [HGO2008]SDSS J1531+3414.

Este nuevo descubrimiento es uno de los primeros casos conocidos de una fusión húmeda en el centro de un cúmulo de galaxias. El Hubble, previamente había descubierto otro cúmulo de galaxias más cercano que contenía una fusión de este tipo pero no formaba estrellas tan rápidamente.

Los astrónomos ahora tienen como objetivo explorar cómo de comunes son este tipo de mecanismos en los cúmulos de galaxias para ver si es un caso único, o por contra, son más comunes de lo que pensábamos.
Los resultados de la investigación han sido publicados en la revista The Astrophysical Journal bajo el título “An Extreme Starburst In The Core Of a Rich Galaxy Cluster At z = 1.7”.

El equipo que ha llevado a cabo la investigación está formado por T. Webb (University of Montreal, Canadá), A. Noble (University of Toronto, Canadá), A. DeGroot (University of California Riverside, Estados Unidos), G. Wilson (University of California Riverside, Estados Unidos), A. Muzzin (University of Cambridge, Reino Unido), N. Bonaventura (University of Montreal, Canadá), M. Cooper (University of California Irvine, Estados Unidos), A. Delahaye (University of Montreal, Canadá), R. Foltz (University of California Riverside, Estados Unidos), C. Lidman (Australian Astronomical Observatory, Australia), J. Surace (Spitzer Science Center, Estados Unidos), H. K. C. Yee (University of Toronto, Canadá), S. Chapman (University of Cambridge, Reino Unido; Dalhousie University, Canadá), L. Dunne (University of Canterbury, Nueva Zelanda; University of Edinburgh, Reino Unido), J. Geach (University of Hertfordshire, Reino Unido), B. Hayden (Lawrence Berkeley National Laboratory, Estados Unidos), H. Hildebrandt (Argelander-Institute fur Astronomie, Alemania), J. Huang (National Astronomical Observatories of China, China; China-Chile Joint Center for Astronomy, Chile; Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Estados Unidos), A. Pope (University of Massachusetts, Estados Unidos), M. W. L. Smith (Cardiff University, Reino Unido), S. Perlmutter (Lawrence Berkeley National Laboratory, Estados Unidos; University of California Berkeley, Estados Unidos) y A. Turdorica (Argelander-Institute fur Astronomie, Alemania).
Artículo científico:

La imágenes 1 y 2 son una combinación de datos obtenidos por el telescopio espacial Spitzer y el instrumento WFC3 (Wide Field Camera 3) a bordo del telescopio espacial Hubble en los siguientes filtros:
- Filtro infrarrojo (3.60 um) (SST)
- Filtro infrarrojo en banda H (1.52 um) (WFC3)
- Filtro infrarrojo en banda J (1.10 um) (WFC3)

Referencias:

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