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ALMA descubre evidencia del viento galáctico más antiguo del Universo


Utilizando el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) los astrónomos han detectado un poderoso viento en una polvorienta galaxia formadora de estrellas ubicada a 12 mil millones de años luz de distancia. Al rastrear la salida de las moléculas de hidroxilo, los científicos demostraron cómo algunas galaxias en el Universo temprano apagaron un “incendio forestal” de nacimientos de estrellas.

Algunas galaxias, como la Vía Láctea y Andrómeda, tienen índices relativamente lentos y medidos de nacimientos estelares, con aproximadamente una nueva estrella que nace cada año.

Otras galaxias, conocidas como "galaxias con brote estelar", forjan cientos o incluso miles de estrellas cada año. Como es lógico, este ritmo frenético no puede mantenerse indefinidamente.

Para evitar desvanecerse en un breve resplandor de gloria, algunas galaxias reducen su natalidad incontrolable expulsando vastas reservas de gas en sus expansivos halos, donde el gas escapa por completo o lentamente vuelve a llover sobre la galaxia, desencadenando futuros estallidos de formación estelar.

Sin embargo, hasta ahora los astrónomos han sido incapaces de observar directamente estos poderosos flujos de gas en el Universo primitivo, donde tales mecanismos son esenciales para evitar que las galaxias crezcan demasiado rápido.

Las nuevas observaciones de ALMA muestran un poderoso "viento" galáctico de moléculas en una galaxia observada cuando el Universo tenía sólo mil millones de años.

"Las galaxias son bestias complicadas y desordenadas, y creemos que los flujos de escape y los vientos galácticos son piezas críticas en cómo se forman y evolucionan, regulando su capacidad de crecimiento", dijo el Dr. Justin Spilker, astrónomo de la Universidad de Texas en Austin.



ALMA visualizó el escape del gas de SPT2319-55, una galaxia vista cuando el Universo tenía sólo mil millones de años. Esta imagen (círculo) muestra la ubicación de las moléculas de hidroxilo.

Estas moléculas rastrean la ubicación del gas formador de estrellas mientras escapa de la galaxia, impulsado por supernovas o por un "viento" propulsado por un agujero negro. El campo de estrellas  capturado por la Cámara de Energía Oscura montada sobre el Telescopio Víctor M. Blanco muestra la ubicación de SPT2319-55. La forma circular de doble lóbulo de la galaxia distante se debe a la distorsión causada por el efecto de aumento cósmico de una galaxia interpuesta.

La razón por la cual ALMA pudo observar a SPT2319-55, a una distancia tan enorme, es porque contó con la ayuda de una lente gravitacional, proporcionada por una galaxia diferente que se encuentra casi exactamente a lo largo de la línea de visión entre la Tierra y SPT2319-55.

El descubrimiento
Esta observación reveló un poderoso "viento" de gas formador de estrellas que escapa de la galaxia a casi 800 km por segundo.

En lugar de una brisa constante y suave, este viento galáctico se precipita en grupos discretos, rápidamente eliminando el gas que forma estrellas, y de esta manera, SPT2319-55 puede convertir ese gas en nuevas estrellas de una tasa más equilibrada.

El flujo de salida de ese gas fue detectado por el rastro de longitud de onda milimétrica de una molécula llamada hidroxilo, que apareció como una línea de absorción: esencialmente, la sombra de una huella de hidroxilo en la brillante luz infrarroja de la galaxia.

"Esa es la firma de absorción que detectamos, y a partir de eso podemos postular qué tan rápido se mueve el viento, y tener una idea aproximada de cuánto material contiene el flujo de gas que se escapa", dijo el Dr. Spilker.

"Los vientos moleculares son una forma eficiente para que las galaxias autorregulen su crecimiento", explicaron los astrónomos.

Es probable que estos vientos sean desencadenados, ya sea por el efecto combinado de todas las explosiones de supernova que acompañan a la formación rápida y masiva de estrellas, o por una potente liberación de energía, que es liberada cuando parte del gas que contiene la galaxia cae sobre el centro de un agujero negro supermasivo.

Referencia del documento científico:
J.S. Spilker et al. 2018. Rápido escape molecular de una galaxia polvorienta formadora de estrellas en el Universo temprano. Science, Vol. 361, Número 6406, páginas 1016-1019. DOI: 10.1126 / science.aap8900

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