El nacimiento turbulento de supercúmulos estelares en las fusiones de galaxias

Mediante la combinación de dos de los telescopios más avanzados del mundo – el nuevo Atacama Large Millimeter Array (ALMA) y el Very Large Telescope (VLT) de ESO – un equipo de astrónomos franceses del Instituto de Astrofísica Espacial (IAS-CNRS / Paris Sud) y el Laboratoire d’étude du rayonnement et de la matière en Astrofísica (LERMA-Observatorio de París / CNRS / Escuela Normal Superior / Universidad Pierre et Marie Curie / Université de Cergy-Pontoise), dirigido por el estudiante graduado de Cinthya Herrera tiene para la primera vez que trazó los primeros pasos en la formación de jóvenes súper-cúmulos estelares en una fusión de galaxias cercanas, la «Antena». Este análisis, publicado ahora como A & A la carta, no sólo representa una vía novedosa para el estudio de las primeras etapas de formación estelar en galaxias externas, también es el primer resultado científico de ALMA en ser publicado. Le da un anticipo de cómo ALMA va a revolucionar nuestros puntos de vista sobre la formación de estrellas y el crecimiento galaxia.

Fusiones de las masivas, ricas en gas galaxias son verdadera explosión de formación estelar, y muchas de las estrellas en las galaxias se formaron durante esos eventos cortos y vigorosos, de la historia temprana del Universo hasta nuestros días. 
Tales explosiones de formación estelar, destellos, activar la formación de grupos de gigantes de millones de estrellas jóvenes dentro de unas pocas decenas de años luz. Volúmenes similares de todo nuestro sistema solar sólo contienen un puñado de estrellas.

Los astrónomos descubrieron los primeros racimos súper estrella en la fusión de galaxias Antenas en las imágenes tomadas con el Telescopio Espacial Hubble hace casi 20 años, pero hasta ahora, los procesos físicos que condujeron a su formación eran en gran parte desconocido. Mediante la combinación de los primeros datos de las antenas de ALMA con las observaciones previamente obtenidos en el VLT de ESO, los científicos son ahora capaces de rastrear directamente cómo la fusión de galaxias provoca la formación de supercúmulos estelares. Este estudio constituye la columna vertebral del trabajo de tesis de la Sra. Herrera en la NIC en Orsay. Un estudiante graduado de Chile, que está haciendo su tesis doctoral en Francia como parte de un programa bilateral entre el CNRS y la CONICYT (Chile). La comprensión de los procesos astrofísicos que conducen a la formación de estrellas y el crecimiento de las galaxias es uno de los objetivos primordiales científicos de ALMA.

En lugar de estudiar cúmulos de estrellas jóvenes después de que se forman, como se ha hecho con anterioridad, la Sra. Herrera siguió un nuevo enfoque mediante la cuantificación de la pérdida de energía por el gas en las nubes de formación estelar de las antenas. Las estrellas se forman a partir del gas que es densa y muy fría, sin embargo, en las antenas, la fusión de galaxias se mueve el gas, lo que es muy turblent. Para formar nuevas estrellas, el gas debe perder esta energía turbulenta, por lo que puede enfriar, se condensan y, finalmente, colapsará en un cúmulo de estrellas nuevas.

Esta pérdida de energía inmensa, predicho por la teoría, ahora es visible mediante el uso de ALMA y el VLT. Como el gas se asienta en las nubes de gas, y se enfría, emite un débil resplandor de la luz que se puede observar con el VLT en el infrarrojo cercano. Sin embargo, al ver este resplandor por sí sola no era suficiente. Los científicos también tuvieron que medir la turbulencia en las nubes de gas que rodean creados por la fusión de galaxias, que ahora es posible con ALMA.

En sólo una de estas nubes, los investigadores encontraron un grupo de gas, lo suficientemente masivas como para formar un nuevo super grupo de estrellas en sí, que irradia su energía turbulenta muy rápidamente. En esta región, donde la atracción gravitatoria de la fusión de galaxias es tan fuerte, ALMA sólo ve una nube ordinaria, que para el VLT es el objeto más brillante en todas las galaxias Antena. En sólo unos pocos millones de años, un abrir y cerrar de ojos en la vida de una galaxia, esta nube se ha perdido toda su turbulencia, y un nuevo grupo nacerá. Este primer ejemplo ilustra la gran cantidad de nuevos e interesantes descubrimientos que los astrónomos como la Sra. Herrera son la esperanza de hacer una vez ALMA alcanza todas sus posibilidades.

 

Fotomontaje que ilustra el descubrimiento de un grupo super estrella en las galaxias Antena.


© IAS

Fotomontaje que ilustra el descubrimiento de un grupo super estrella en las galaxias Antena. 
Abajo a la izquierda: imagen del paisaje que muestra las dos galaxias en interacción, tal y como fueron descubiertos en el siglo pasado 
Arriba a la izquierda: primer plano en la región central, donde ambos se interpenetran las galaxias. Imagen obtenida por el telescopio Hubble de la NASA. 
Las imágenes en el lado derecho, elaborado por Cinthya Herrera, illlustrate las observaciones realizadas por ALMA y el VLT. La imagen de ALMA, a la izquierda, muestra las nubes que contienen los grupos de estrellas más jóvenes y más grande (estrella símbolo). La imagen del VLT, a la derecha, muestra la energía de radiación de las nubes. La fuente luminosa compacta en esta imagen (rojo) está presente en dos masas de gas que se mueven a velocidades muy diferentes (en rojo y azul en el interior del marco en la parte inferior derecha) chocan entre sí. 
Las observaciones muestran que es aquí donde la pérdida de energía se encuentra en su nivel más alto y que se cumplen las condiciones para formar un nuevo grupo dentro de unos pocos millones de años.


 

 

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