Primera detección de
moléculas (hidruro de carbono) CH+ en galaxias starburst distantes proporciona
información sobre la historia de la formación estelar en el Universo
Con ALMA se han podido detectar reservas turbulentas de
gas frío alrededor de galaxias starburst distantes. Al detectar CH+ por primera
vez, esta investigación abre un nuevo camino de exploración sobre una época
crucial de la formación estelar en el Universo. La presencia de esta molécula
arroja nueva luz sobre cómo las galaxias consiguen extender su período de
rápida formación estelar. Los resultados aparecen en la revista Nature.
Un equipo liderado por Edith Falgarone
(Ecole Normale Supérieure y el Observatorio de Paris, Francia) han utilizado el
Atacama LargeMillimeter/submillimeterArray (ALMA) para detectar marcas de la molécula de hidruro de carbono CH+ [1] en galaxias starburst [2] distantes. El grupo
identificó señales claras de CH+ en cinco de seis galaxias estudiadas,
incluyendo CosmicEyelash (eso1012) [3]. Esta investigación entrega
nueva información que ayuda a que los astrónomos entiendan el crecimiento de
las galaxias, y cómo los alrededores de una galaxia impulsan la formación
estelar.
“CH+ (hidruro de carbono), es una molécula especial. Necesita
mucha energía para formarse y es muy reactiva, lo que significa que su vida es
muy breve y que no puede ser transportada muy lejos. CH+ por lo tanto rastrea la
forma en que la energía fluye en las galaxias y sus alrededores”,
indicó Martin Zwaan, astrónomo de ESO que contribuyó en el artículo.
La forma en la que el CH+ rastrea la
energía puede entenderse por analogía a estar en un bote en un océano tropical
durante una noche oscura, sin Luna. Cuando hay buenas condiciones, el plancton
fluorescente puede iluminar el entorno del bote mientras navega. La turbulencia
causada por el bote al deslizarse por las aguas, provoca que el plancton emita
luz, lo cual revela la existencia de las regiones turbulentas en el agua oscura
subyacente. Dado que el CH+ se forma únicamente en áreas pequeñas donde los
movimientos turbulentos del gas se disipan, su detección esencialmente rastrea
la energía en una escala galáctica.
El CH+ observado revela ondas de
choque densas, impulsadas por vientos galácticos veloces y cálidos originados
al interior de las regiones de formación estelar de las galaxias. Estos vientos
fluyen a través de una galaxia, expulsando material de esta, pero sus
movimientos turbulentos son tales que parte del material puede ser recapturado
por la atracción gravitatoria de la galaxia misma. Este material se reúne en
reservas turbulentas enormes de gas frío y de baja densidad, extendiéndose más
de 30.000 años luz desde la región de formación estelar de la galaxia [4].
“Con el CH+ vemos que la energía se
almacena dentro de grandes vientos del tamaño de una galaxia, y termina como
movimientos turbulentos en reservas antes desconocidas de gas frío alrededor de
la galaxia”,
afirmó Falgarone, autor principal del nuevo artículo “Nuestros resultados desafían la
teoría de la evolución de la galaxia. Al impulsar la turbulencia en las
reservas, estos vientos galácticos extienden la fase del estallido de formación
estelar, en vez de extinguirla”.
El equipo determinó que los vientos
galácticos no podrían por sí solos reponer las reservas gaseosas recientemente
reveladas, y sugiere que la masa es proporcionada por fusiones galácticas o por
la acreción de corrientes de gas ocultas, como predice la teoría actual.
“Este descubrimiento representa un
gran paso adelante en nuestro entendimiento sobre cómo la afluencia de materia
es regulada alrededor de las galaxias starburst más intensas del Universo
primitivo”,
indicó el Director de Ciencias de ESO, RobIvison, coautor del artículo. “Esto muestra lo que puede lograrse
cuando científicos de distintas disciplinas se reúnen para aprovechar las
capacidades de uno de los telescopios más poderosos del mundo”.
Notas
[1] El CH+ es un ion de la
molécula CH conocido como methylidynium para los químicos. Es
una de las tres primeras moléculas descubiertas en el medio interestelar. Desde
su descubrimiento a comienzos del decenio de 1940, la presencia de CH+ en el
espacio interestelar ha sido un misterio porque es extremadamente reactivo, y
por lo tanto desaparece más rápidamente que otras moléculas.
[2] Estas galaxias son conocidas
por tener un índice mucho mayor de formación estelar en comparación a galaxias
tranquilas como la Vía Láctea, haciendo a estas estructuras ideales para el
estudio del crecimiento de una galaxia, y de la interacción entre gas, polvo,
estrellas y los agujeros negros en el centro de las galaxias.
[3] Se usó ALMA para obtener el
espectro de cada galaxia. Un espectro es un registro de luz,
normalmente de un objeto astronómico, dividido en sus distintos colores (o
longitudes de onda), tal como ocurre cuando las gotas de lluvia dispersan la
luz para formar un arcoíris. Ya que cada elemento tiene una “huella” única en
un espectro, los espectros pueden usarse para determinar la composición química
de los objetos observados.
[4] Estas reservas turbulentas de
gas diseminado pueden ser de la misma naturaleza que los halos gigantes brillantes observados
alrededor de distantes cuásares.
