Crédito de imagen: NRAO
Un equipo de astrónomos que utiliza el Telescopio Robert C. Byrd Green Bank de la National Science Foundation (GBT) ha realizado la primera detección concluyente de lo que parecen ser los bloques de construcción sobrantes de la formación de galaxias, nubes de hidrógeno neutrales, que pululan alrededor de la galaxia de Andrómeda, ubicada en la constelación de Andrómeda, la gran galaxia espiral más cercana a la Vía Láctea.
Este descubrimiento puede ayudar a los científicos a comprender la estructura y la evolución de la Vía Láctea y todas las galaxias espirales. También puede ayudar a explicar por qué ciertas estrellas jóvenes en galaxias maduras están sorprendentemente desprovistas de los elementos pesados que contienen sus contemporáneos.
Se cree que las galaxias gigantes, como Andrómeda y nuestra propia Vía Láctea, se forman a través de fusiones repetidas con galaxias más pequeñas y a través de la acumulación de un gran número de 'nubes' de masa aún más baja: objetos oscuros que carecen de estrellas e incluso son demasiado pequeños para llamar galaxias. ", Dijo David A. Thilker de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland. "Los estudios teóricos predicen que este proceso de crecimiento galáctico continúa hoy, pero los astrónomos no han podido detectar los" bloques de construcción "de baja masa esperados que caen en las galaxias cercanas, hasta ahora".
La investigación de Thilker se publica en Astrophysical Journal Letters. Otros contribuyentes incluyen: Robert Braun de la Fundación Holandesa para la Investigación en Astronomía; Rene A.M. Walterbos de la Universidad Estatal de Nuevo México; Edvige Corbelli del Osservatorio Astrofisico di Arcetri en Italia; Felix J. Lockman y Ronald Maddalena del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) en Green Bank, Virginia Occidental; y Edward Murphy de la Universidad de Virginia.
La Vía Láctea y Andrómeda se formaron hace miles de millones de años en un vecindario cósmico repleto de materias primas galácticas, entre las cuales el hidrógeno, el helio y la materia oscura fría eran componentes principales. En este momento, la mayor parte de esta materia prima probablemente ha sido engullida por las dos galaxias, pero los astrónomos sospechan que algunas nubes primitivas todavía están flotando libremente.
Estudios anteriores han revelado una serie de nubes de hidrógeno atómico neutro que están cerca de la Vía Láctea pero que no forman parte de su disco. Inicialmente, se los denominó nubes de alta velocidad (HVC) cuando se descubrieron por primera vez porque parecían moverse a velocidades difíciles de conciliar con la rotación galáctica.
Los científicos no estaban seguros de si los HVC comprendían bloques de construcción de la Vía Láctea que hasta ahora habían escapado de la captura, o si rastrearon gas acelerado a velocidades inesperadas por procesos energéticos (supernovas múltiples) dentro de la Vía Láctea. El descubrimiento de nubes similares unidas a la galaxia de Andrómeda refuerza el caso de que al menos algunos de estos HVC son realmente bloques de construcción galácticos.
Los astrónomos pueden usar radiotelescopios para detectar la característica radiación de 21 centímetros emitida naturalmente por el hidrógeno atómico neutro. La gran dificultad para analizar estos bloques de construcción galácticos de baja masa ha sido que su emisión de radio natural es extremadamente débil. Incluso aquellos más cercanos a nosotros, las nubes que orbitan nuestra galaxia, son difíciles de estudiar debido a las graves incertidumbres de distancia. "Sabemos que los HVC de la Vía Láctea están relativamente cerca, pero precisamente qué tan cerca es enloquecedoramente difícil de determinar", dijo Thilker.
Los intentos anteriores de encontrar satélites perdidos alrededor de galaxias externas a distancias conocidas no han tenido éxito debido a la necesidad de un instrumento muy sensible capaz de producir imágenes de alta fidelidad, incluso en las proximidades de una fuente brillante como la Galaxia de Andrómeda.
Se podría considerar esta tarea similar a distinguir visualmente una vela colocada junto a un foco de luz. El diseño novedoso del GBT recientemente comisionado enfrentó estos desafíos de manera brillante y les dio a los astrónomos su primer vistazo al desordenado vecindario alrededor de Andrómeda.
La galaxia de Andrómeda fue atacada porque es la galaxia espiral masiva más cercana. "En cierto sentido, los ricos se hacen más ricos, incluso en el espacio", dijo Thilker. “Si todo lo demás es igual, uno esperaría encontrar más nubes primordiales en las proximidades de una gran galaxia espiral que cerca de una pequeña galaxia enana, por ejemplo. Esto hace que Andrómeda sea un buen lugar para mirar, especialmente teniendo en cuenta su relativa proximidad, a solo 2,5 millones de años luz de la Tierra ".
Lo que el GBT pudo precisar fue una población de 20 nubes discretas de hidrógeno neutro, junto con un componente filamentoso extendido, que, según los astrónomos, están asociados con Andrómeda. Se cree que estos objetos, aparentemente bajo la influencia gravitacional del halo de Andrómeda, son las nubes gaseosas de los satélites "perdidos" (quizás dominados por la materia oscura) y sus restos de fusión. Fueron encontrados dentro de 163,000 años luz de Andrómeda.
Los modelos cosmológicos favorecidos han predicho la existencia de estos satélites, y su descubrimiento podría explicar parte de la "materia oscura fría" que falta en el Universo. Además, la confirmación de que estos objetos de baja masa son ubicuos en las galaxias más grandes podría ayudar a resolver el misterio de por qué ciertas estrellas jóvenes, conocidas como estrellas enanas G, son químicamente similares a las que evolucionaron hace miles de millones de años.
A medida que las galaxias envejecen, desarrollan mayores concentraciones de elementos pesados formados por las reacciones nucleares en los núcleos de las estrellas y en las explosiones cataclísmicas de supernovas. Estas explosiones arrojan elementos pesados a la galaxia, que luego se convierten en planetas y son absorbidos por la próxima generación de estrellas.
Sin embargo, el análisis espectral y fotométrico de estrellas jóvenes en la Vía Láctea y otras galaxias muestra que hay un cierto número de estrellas jóvenes que sorprendentemente carecen de elementos pesados, haciéndolas parecer estrellas que deberían haberse formado en las primeras etapas de la evolución galáctica. .
"Una forma de explicar esta extraña anomalía es tener una nueva fuente de materia galáctica en bruto para formar nuevas estrellas", dijo Murphy. "Dado que las nubes de alta velocidad pueden ser los bloques de construcción sobrantes de la formación de galaxias, contienen concentraciones casi vírgenes de hidrógeno, mayormente libres de los metales pesados que siembran galaxias más antiguas". Su fusión en grandes galaxias, por lo tanto, podría explicar cómo hay material fresco disponible para la formación de estrellas enanas G.
La galaxia de Andrómeda, también conocida como M31, es una de las pocas galaxias que son visibles desde la Tierra a simple vista, y se ve como una mancha débil en la constelación de Andrómeda. Cuando se ve a través de un modesto telescopio, Andromeda también revela que tiene dos galaxias enanas satélite prominentes, conocidas como M32 y M110. Estos enanos, junto con las nubes estudiadas por Thilker y sus colaboradores, están condenados a fusionarse con Andrómeda. La Vía Láctea, M33 y la Galaxia de Andrómeda, más unos 40 compañeros enanos, comprenden lo que se conoce como el "Grupo Local".
Hoy, Andrómeda es quizás la galaxia más estudiada además de la Vía Láctea. De hecho, muchas de las cosas que sabemos sobre la naturaleza de las galaxias como la Vía Láctea se aprendieron al estudiar Andrómeda, ya que las características generales de nuestra propia galaxia están ocultas por nuestro punto de vista interno. "En este caso, Andrómeda es un buen análogo para la Vía Láctea", dijo Murphy. “Aclara la imagen. Vivir dentro de la Vía Láctea es como tratar de determinar cómo se ve su casa desde adentro, sin salir al exterior. Sin embargo, si observa las casas de los vecinos, puede tener una idea de cómo sería su propia casa ".
El GBT es el radiotelescopio totalmente orientable más grande del mundo.
El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo un acuerdo cooperativo de Associated Universities, Inc.
Fuente original: Comunicado de prensa de NRAO
