Donde nacen las Galaxias Gigantes

Un equipo científico internacional en el que participa el IAC ha descubierto que las galaxias más grandes del Universo se desarrollan en nubes cósmicas de gas frío. El hallazgo, que ha sido posible usando radiotelescopios en Australia y en EEUU, se publica hoy en la revista Science.

Las galaxias se suelen agrupar en cúmulos, enormes esferas compuestas por miles de millones de estos objetos, y en cuyo interior residen las galaxias más grandes del Universo. Hasta ahora, los científicos creían que estas supergalaxias se formaban a partir de galaxias más pequeñas que se iban acercando y fusionando por acción de la gravedad. “En el Universo cercano –explica Bjorn Emonts, primer autor del artículo e investigador del Centro de Astrobiología (CAB), centro mixto del CSIC y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), en Madrid- vemos las galaxias fusionarse y esperábamos observar la formación de las supergalaxias de esa misma manera en el universo temprano o distante”.

Para ello, apuntaron los radiotelescopios hacia un cúmulo embrionario situado a 10 mil millones de años luz, en cuyo interior está formándose la galaxia gigante Spiderweb (telaraña, en inglés), y descubrieron una nube de gas muy frío donde las galaxias estaban fusionándose. La enorme nube, de 100 mil millones de veces la masa del Sol, está compuesta principalmente por moléculas de hidrógeno, el material elemental del que se originan las estrellas y las galaxias. Estudios previos ya habían descubierto la misteriosa aparición de miles de millones de estrellas jóvenes a lo largo de Spiderweb y, por eso, ahora se cree que esta súper galaxia se condensa directamente de la nube de gas frío.

This video shows an artist’s impression of the formation of a galaxy cluster in the early Universe. The galaxies are vigorously forming new stars and interacting with each other. Such a scene closely resembles the Spiderweb Galaxy (formally known as MRC 1138-262) and its surroundings, which is one of the best-studied protoclusters.

En lugar de observar el hidrógeno directamente, lo hicieron a través del monóxido de carbono, un gas trazador más fácil de detectar. “Es sorprendente –comenta Matthew Lehnert, segundo autor del artículo e investigador del Instituto de Astrofísica de París- lo frío que debe de estar ese gas, a unos 200 grados bajo cero. Esperábamos un montón de galaxias colapsando y calentando el gas y por eso creíamos que el monóxido de carbono sería difícil de detectar”.

Sin embargo, combinando los interferómetros VLA (Very Large Array), en Nuevo México (EEUU), y el ATCA (Australia Telescope Compact Array), en Australia, pudieron observarlo y descubrieron que la mayoría del monóxido de carbono no se encontraba en las galaxias pequeñas. “Con VLA –explica Helmut Dannerbauer, también autor del artículo e investigador del IAC que contribuyó a la detección del gas molecular- solo vemos el gas de la galaxia central, que supone un tercio de todo el monóxido de carbono detectado con el ATCA. Éste, más sensible para la observación de grandes estructuras, nos reveló un área de 70 kilopársecs (unos 200.000 años luz) de monóxido de carbono alrededor de la misma, poblada por esas galaxias vecinas más pequeñas. Gracias a ambos interferómetros, descubrimos la nube de gas cósmico enmarañada entre ellas.” Ray Norris, también autor del estudio e investigador del CSIRO y de la Western Sydney University, subraya que “este hallazgo es una prueba de lo que podemos conseguir desde la Tierra mediante colaboraciones internacionales”.

Según George Miley, coautor del estudio y cuyo equipo de la Universidad de Leiden descubrió y estudió con el Telescopio Espacial Hubble este cúmulo embrionario a finales de los años 90 “Spiderweb es un asombroso laboratorio que nos permite ser testigos del nacimiento de las súper galaxias en el interior de cúmulos, las “ciudades cósmicas” del Universo”. Y añade: “Estamos empezando a comprender cómo se formaron estos gigantes a partir del océano de gas a su alrededor”.

Ahora, la incógnita es averiguar el origen del monóxido de carbono. “Es un subproducto de estrellas anteriores, pero no estamos seguros de dónde vino o cómo se acumuló en el núcleo del cúmulo galáctico. Y para saberlo, tendríamos que mirar aún más lejos en la historia del Universo”, concluye Emonts.

Artículo: “Molecular Gas in the Halo Fuels the Growth of a Massive Cluster Galaxy at High Redshift” por B.H.C. Emonts, M.D. Lehnert, M. Villar-Martín, R.P. Norris, R.D. Ekers, G.A. van Moorsel, H. Dannerbauer, L. Pentericci, G.K. Miley, J.R. Allison, P. Guillard, E.M. Sadler, C.L. Carilli, M.Y. Mao, H.J.A. Röttgering, C. De Breuck, N. Seymour, B. Gullberg, D. Ceverino1, P. Jagannathan y J. Vernet, B.T. Indermuehle. Publicado en Science  02 Dec 2016: vol. 354, Issue 6316, pp. 1128-1130. DOI: 10.1126/science.aag0512

Fuente: IACScience Magazine

Abdiel Santiakob

A researcher in growth. Estudiante de Física Pura.

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