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Tsunami de estrellas y gas genera deslumbrante estructura en forma de párpado en galaxia

4 Noviembre, 2016 / Tiempo de lectura: 7 minutes

Artículo científico Publicación ALMA Kids

Un equipo de astrónomos descubrió, gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un tsunami de estrellas y gas estrellándose contra el disco de una galaxia en espiral conocida como IC 2163. La enorme ola de material generada hace poco, cuando IC 2163 rozó otra galaxia en espiral llamada NGC 2207, produjo unos deslumbrantes arcos en forma de párpado donde se desarrolla una intensa actividad de formación estelar.

“Si bien las colisiones galácticas de este tipo no son raras, solo se conocen unas pocas galaxias con estructura en forma de párpado, u ocular”, explica Michele Kaufman, quien se desempeñaba como astrónoma en la Universidad Estatal de Ohio (Columbus, EE. UU.) y es la autora principal de un artículo publicado hoy en la revista The Astrophysical Journal.

Kaufman y sus colegas señalan que la escasez de estructuras con características similares en el universo observable probablemente se deba a su naturaleza efímera. “Los párpados galácticos duran solo algunas decenas de millones de años, un período extremadamente corto en la vida de una galaxia. Encontrar una en una etapa tan temprana de formación representa una oportunidad excepcional para estudiar lo que sucede cuando una galaxia roza otra”, comenta Kaufman.

Estas galaxias en plena interacción se encuentran a unos 114 millones de años luz de la Tierra, en dirección de la constelación del Can Mayor. En esta ocasión las extremidades de sus brazos se rozaron en lo que parece haber sido el primer encuentro de una futura fusión.

Gracias a la notable sensibilidad de ALMA, los astrónomos realizaron las mediciones más detalladas a la fecha del desplazamiento del monóxido de carbono presente en los finos párpados de la galaxia. El monóxido de carbono delata la presencia de gas molecular, el combustible de los procesos de formación estelar.

Los datos obtenidos revelan que, en la porción externa de los párpados de IC 2153, el gas se desplaza hacia dentro a más de 100 kilómetros por segundo. Sin embargo, el gas rápidamente pierde velocidad y su movimiento se vuelve más caótico, hasta cambiar de trayectoria y alinearse con la rotación de la galaxia en vez de mantener una carrera errática hacia el centro.

“Lo que se observa en esta galaxia es muy similar a las olas que cabalgan hacia la orilla hasta entrar en contacto con aguas poco profundas que le hacen perder fuerza y descargar toda su agua sobre la arena”, explica Bruce Elmegreen, científico del T.J. Watson Research Center de IBM en Yorktown Heights (Nueva York) y coautor del artículo.

“No solo se observa una rápida desaceleración del gas a medida que este se desplaza desde la zona externa hacia el interior de los párpados, sino que también percibimos que, mientras más rápido se desacelera, más denso se vuelve el gas molecular”, agrega Kaufman. “Esta medición directa de la compresión muestra cómo el encuentro de dos galaxias da nacimiento a nuevos cúmulos estelares y genera estas deslumbrantes estructuras en forma de párpado".

Los modelos informáticos habían predicho que estos párpados podían evolucionar si las galaxias interactuaran de una manera bien específica. “Estas pruebas de que se produjo una fuerte colisión en los párpados es increíble. Está bien tener teorías y simulaciones que indican que debería haber sucedido, pero tener pruebas reales basadas en observaciones es genial”, celebra Curtis Struck, profesor de astrofísica de la Universidad Estatal de Iowa, en Ames y coautor del artículo.

“ALMA nos demostró que las velocidades del gas molecular en los párpados coinciden con las predicciones de los modelos informáticos”, explica Kaufman. “Antes no era posible poner a prueba las simulaciones de esta forma”.

Los astrónomos creen que este tipo de colisión entre galaxias era común en el Universo joven, cuando las galaxias estaban más cerca unas de otras. Pero en ese entonces los discos galácticos generalmente eran más grumosos e irregulares, por lo que probablemente intervinieron otros procesos en la formación de estructuras oculares similares.

Los autores continúan estudiando este par de galaxias, y actualmente comparan las propiedades (como la ubicación, la edad y la masa) de los cúmulos estelares observados anteriormente con el telescopio espacial Hubble de la NASA con las propiedades de las nubes moleculares observadas con ALMA. De esa forma, esperan entender mejor las diferencias entre las nubes moleculares y los cúmulos estelares presentes en los párpados y en otras partes del par de galaxias.

Información adicional

Esta investigación se detalla en un artículo titulado “Ocular Shock Front in the Colliding Galaxy IC 2163” ('Choque ocular en la galaxia en colisión IC 2163') de M. Kaufman et al., publicado en The Astrophysical Journal.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.