viernes, febrero 08, 2019

Hubble ve que la galaxia se hunde perdiendo su gas

El entorno irregular cerca del centro del enorme cúmulo de galaxias Coma no es rival para una galaxia espiral descarriada. Las nuevas imágenes del Telescopio Espacial Hubble de la NASA muestran una galaxia espiral que está siendo despojada de su gas a medida que se precipita hacia el centro del cúmulo. Una larga y delgada malla de gas y polvo se extiende como un caramelo desde el centro de la galaxia hasta el espacio. Eventualmente, la galaxia, llamada D100, perderá todo su gas y se convertirá en una reliquia muerta, privada del material para crear nuevas estrellas y brillando solo por el débil resplandor de las viejas estrellas rojas.

"Esta galaxia se destaca como un ejemplo particularmente extremo de procesos comunes en cúmulos masivos, donde una galaxia pasa de ser una espiral saludable llena de formación de estrellas a una 'galaxia roja y muerta'", dijo William Cramer de la Universidad de Yale en New Haven. Connecticut, líder del equipo utilizando las observaciones del Hubble. "Los brazos espirales desaparecen, y la galaxia se queda sin gas y solo con estrellas viejas. Este fenómeno se conoce desde hace varias décadas, pero el Hubble ofrece la mejor imagen de galaxias que se encuentran en este proceso".
Llamado "ram stripping strip", el proceso ocurre cuando una galaxia, debido a la fuerza de la gravedad, cae hacia el denso centro de un cúmulo masivo de miles de galaxias, que pululan como una colmena de abejas. Durante su caída, la galaxia se desplaza a través de material intergaláctico, como un bote que se mueve a través del agua. El material empuja el gas y el polvo de la galaxia. Una vez que la galaxia pierde todo su gas de hidrógeno, el combustible para el nacimiento de estrellas, se encuentra con una muerte prematura porque ya no puede crear nuevas estrellas. El proceso de extracción de gas en D100 comenzó hace aproximadamente 300 millones de años.
En el cúmulo masivo de Coma, este proceso violento de pérdida de gas ocurre en muchas galaxias. Pero la D100 es única de varias maneras. Su cola larga y delgada es su característica más inusual. La cola, una mezcla de polvo y gas de hidrógeno, se extiende cerca de 200,000 años luz, aproximadamente el ancho de dos galaxias de la Vía Láctea. Pero la estructura en forma de lápiz es comparativamente estrecha, con solo 7,000 años luz de ancho.

"La cola es notablemente bien definida, recta y lisa, y tiene bordes claros", explicó el miembro del equipo Jeffrey Kenney, también de la Universidad de Yale. "Esto es una sorpresa porque una cola como esta no se ve en la mayoría de las simulaciones por computadora. La mayoría de las galaxias que se someten a este proceso son más desordenadas. Los bordes limpios y las estructuras filamentosas de la cola sugieren que los campos magnéticos desempeñan un papel prominente en su conformación. Las simulaciones por computadora muestran que los campos magnéticos forman filamentos en el gas de la cola. Sin campos magnéticos, la cola es más grumosa que filamentosa ".
El objetivo principal de los investigadores era estudiar la formación de estrellas a lo largo de la cola. La aguda visión del Hubble descubrió el brillo azul de grupos de estrellas jóvenes. El grupo más brillante en el medio de la cola contiene al menos 200,000 estrellas, provocadas por la pérdida de gas en curso de la galaxia. Sin embargo, basándose en la cantidad de gas de hidrógeno brillante contenido en la cola, el equipo esperaba que el Hubble descubriera tres veces más estrellas de las que detectó.
El telescopio Subaru en Hawai observó la cola brillante en 2007 durante un estudio de las galaxias del cúmulo de Coma. Pero los astrónomos necesitaron observaciones del Hubble para confirmar que el gas de hidrógeno caliente contenido en la cola era una firma de formación de estrellas.
"Sin la profundidad y la resolución del Hubble, es difícil decir si la emisión de gas de hidrógeno incandescente proviene de las estrellas de la cola o solo del calor que se está calentando", dijo Cramer. "Estas observaciones de la luz visible del Hubble son el primer y mejor seguimiento de la encuesta de Subaru".
Los datos del Hubble muestran que el proceso de extracción de gas comenzó en las afueras de la galaxia y se está moviendo hacia el centro, lo cual es típico en este tipo de pérdida de masa. Sobre la base de las imágenes del Hubble, el gas se ha limpiado hasta los 6,400 años luz centrales.
Dentro de esa región central, todavía hay una gran cantidad de gas, como se ve en un estallido de formación de estrellas. "Esta región es el único lugar en la galaxia donde existe gas y se está formando una estrella", dijo Cramer. "Pero ahora ese gas se está extrayendo del centro, formando la larga cola".
Agregando a esta narrativa convincente, hay otra galaxia en la imagen que prefigura el destino de D100. El objeto, llamado D99, comenzó como una galaxia espiral similar en masa a D100. Sufrió el mismo proceso violento de pérdida de gas que el D100 que ahora está experimentando, y ahora es una reliquia muerta. Todo el gas se extrajo del D99 entre 500 millones y 1 billón de años. Su estructura en espiral se ha desvanecido en su mayoría, y sus habitantes estelares consisten en viejas estrellas rojas. "El D100 se verá como el D99 en unos pocos cientos de millones de años", dijo Kenney.
El clúster de Coma está ubicado a 330 millones de años luz de la Tierra.
Los resultados del equipo aparecen en línea en la edición del 8 de enero de 2019 de The Astrophysical Journal .
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI, por sus siglas en inglés) en Baltimore, Maryland, realiza las operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington, DC
Creditos: NASA , ESA , y W. Cramer y J. Kenney (Universidad de Yale)

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