ALMA demuestra los violentos orígenes de las galaxias con forma de panqueque
17 Septiembre, 2014 / Tiempo de lectura: 7 minutes
Nuevas observaciones explican por qué las galaxias parecidas a la Vía Láctea son tan comunes en el Universo
Durante décadas, los científicos han creído que las fusiones de galaxias suelen dar lugar a la formación de galaxias elípticas. Ahora, por primera vez, utilizando ALMA y un gran número de radiotelescopios, los investigadores han hallado evidencias directas de que la fusión de galaxias puede formar galaxias con forma de panqueque, y que este resultado es, en realidad, bastante común y podría explicar la amplia presencia de galaxias espirales como la Vía Láctea en el Universo.
Un grupo internacional de investigación, dirigido por Junko Ueda, investigador postdoctoral en la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia, ha hecho un sorprendente hallazgo al observar que la mayoría de las colisiones de galaxias en el Universo cercano (a una distancia de entre 40 y 600 millones de años luz de la Tierra) dan lugar a las denominadas galaxias de disco. Las galaxias de disco, incluyendo las galaxias espirales como la Vía Láctea y las galaxias lenticulares, se definen por regiones en forma de panqueque formadas por polvo y gas, y son distintas de la categoría de galaxias elípticas.
Cada uno de los coloridos objetos de esta imagen ilustra una de las 30 fusiones de galaxias. Los contornos de las galaxias individuales indican la dispersión del monóxido de carbono, mientras que el color representa el movimiento del gas. El gas que se aleja de nosotros aparece rojo mientras que el color azul muestra el gas que se aproxima. Los contornos, junto con la transición del rojo al azul, indican un disco gaseoso que está girando sobre el centro de la galaxia. | Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/SMA/CARMA/IRAM/J. Ueda et al.
Durante algún tiempo, fue ampliamente aceptado que la fusión de galaxias de disco acabaría formando una galaxia de forma elíptica. Mientras tienen lugar estas violentas interacciones, las galaxias no sólo ganan masa a medida que se fusionan o canibalizan la una a la otra, sino que también cambian su forma a través del tiempo cósmico y, por lo tanto, cambian de tipo durante el proceso.
Simulaciones por ordenador, llevadas a cabo en la década de 1970, predijeron que las fusiones entre dos galaxias de disco parecidas darían lugar a una galaxia elíptica. Estas simulaciones predicen que la mayoría de las galaxias actuales son elípticas, lo cual contrasta con las observaciones, que confirman que el 70% de las galaxias son, de hecho, galaxias de disco. Sin embargo, simulaciones más recientes sugieren que las colisiones también podrían formar galaxias de disco.
Para identificar con observaciones la forma final de las galaxias después de las fusiones, el grupo estudió la distribución de gas en 37 galaxias que se encuentran en sus etapas finales de fusión. ALMA (Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array) y varios radiotelescopios [1] fueron utilizados para observar la emisión de monóxido de carbono (CO), un indicador de gas molecular.
El trabajo de este equipo es la investigación sobre gas molecular en galaxias más extenso hasta la fecha y proporciona una visión única de cómo podría haberse formado la Vía Láctea. Su estudio reveló que casi la totalidad de las fusiones muestran áreas de gas molecular en forma de panqueque y, por tanto, son galaxias de disco en formación. Tal y como explica Ueda, investigador principal, "por primera vez hay evidencia observacional sobre el hecho de que la fusión de galaxias pueda dar lugar a galaxias de disco, envés de galaxias elípticas. Este es un paso importante e inesperado hacia la comprensión del misterio del nacimiento de las galaxias de disco".
Sin embargo, hay mucho por descubrir, agrega la Dra. Ueda, "tenemos que empezar a centrarnos en la formación de estrellas en estos discos de gas. Además, tenemos que mirar más lejos, hacia el universo más distante. Sabemos que la mayoría de las galaxias del universo distante también tienen discos. Sin embargo, todavía desconocemos si las fusiones de galaxias también son responsables de estas galaxias de disco o si se forman por gas frío que cae gradualmente en la galaxia. Tal vez hemos encontrado un mecanismo general que se aplique a toda la historia del universo".
Notas
[1] Los datos fueron obtenidos por ALMA; CARMA (Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy): un conjunto de antenas que trabaja en el rango milimétrico, compuesto por 23 antenas parabólicas e instalado en California; el Submillimeter Array, un conjunto que trabaja en el rango de las ondas submilimétricas que consta de ocho antenas parabólicas y se encuentra en Mauna Kea (Hawai); el interferómetro Plateau de Bure Interferometer; el radiotelescopio de 45 metros del NAOJ Nobeyama Radio Observatory; el telescopio de 12 metros del National Radio Astronomy Observatory de los Estados Unidos; el telescopio de 14 metros del Five College Radio Astronomy Observatory de los Estados Unidos; el telescopio de 30 metros IRAM; y, como complemento, el Swedish-ESO Submillimeter Telescope.
Información adicional
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.
Los resultados de estas observaciones se han publicado en la revista Astrophysical Journal Supplement (agosto de 2014) por Ueda et al. Con el título "Cold Molecular Gas in Merger Remnants. I. Formation of Molecular Gas Discs".
El equipo está formado por Junko Ueda (investigador postdoctoral del JSPS/National Astronomical Observatory of Japan [NAOJ]), Daisuke Iono (NAOJ/The Graduate University for Advanced Studies [SOKENDAI]), Min S. Yun (The University of Massachusetts), Alison F. Crocker (The University of Toledo), Desika Narayanan (Haverford College), Shinya Komugi (Kogakuin University/ NAOJ), Daniel Espada (NAOJ/SOKENDAI/Joint ALMA Observatory), Bunyo Hatsukade (NAOJ), Hiroyuki Kaneko (University of Tsukuba), Yoichi Tamura (The University of Tokyo), David J. Wilner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), Ryohei Kawabe (NAOJ/ SOKENDAI/The University of Tokyo) y Hsi-An Pan (Hokkaido University/SOKENDAI/NAOJ).
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