Impresión artística de un Superwind en una joven galaxia masiva. Crédito de la imagen: PPARC / David Hardy. Click para agrandar
Un equipo de astrónomos, dirigido por la Universidad de Durham, descubrió las secuelas de una espectacular explosión en una galaxia a 11.500 millones de años luz de distancia. Sus observaciones, informadas hoy (14 de julio de 2005) en la revista Nature, proporcionan la evidencia más directa hasta ahora de que una galaxia está casi desgarrada por explosiones que producen una corriente de material de alta velocidad conocida como "Superwinds". Las observaciones se realizaron utilizando el telescopio William Herschel de 4,2 metros en La Palma, en el que el Reino Unido es una de las principales partes interesadas.
A través de Superwinds, se cree que las galaxias arrojan una parte significativa de su gas al espacio intergaláctico a velocidades de hasta varios cientos de millas por segundo. La fuerza impulsora detrás de ellos es la explosión de muchas estrellas masivas durante un estallido intenso de formación estelar al principio de la vida de la galaxia, posiblemente asistida por la energía de un agujero negro súper masivo que crece en su corazón.
Los supervientos son vitales para la teoría de la formación de galaxias por varias razones: en primer lugar, limitan el tamaño de las galaxias al evitar una mayor formación de estrellas; sin ellas, los modelos teóricos indican galaxias mucho más brillantes que las que se ven en la revista Space. En segundo lugar, transportan elementos pesados, polvo de estrellas, lejos de sus sitios de producción en estrellas hacia el espacio intergaláctico, proporcionando materia prima para los planetas y la vida en todo el Universo. Si bien las teorías predijeron que existían Superwinds de este tipo, los ejemplos observados anteriormente eran fenómenos mucho más pequeños en las galaxias cercanas. Estas observaciones proporcionan algunas de las pruebas más directas hasta la fecha de la existencia de supervientos a gran escala y de galaxias a lo largo de la historia del Universo.
El descubrimiento del Superwind se realizó al observar el gas en el halo de una galaxia (conocido como "LAB-2"), que a más de 300,000 años luz de diámetro es aproximadamente tres veces más grande que el disco de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Los astrónomos descubrieron que la luz del gas de hidrógeno que brilla intensamente caliente se atenúa de una manera muy específica en toda la galaxia.
"Creemos que la atenuación es causada por un caparazón de material enfriado que ha sido arrastrado desde los alrededores por una explosión de Superwind en toda la galaxia", dijo el Dr. Richard Wilman de la Universidad de Durham. “Basado en la uniformidad de la absorción a través de la galaxia, parece que la explosión se desencadenó varios cientos de millones de años antes. Esto da tiempo para que el gas se enfríe y disminuya su velocidad de expulsión, y así producir la absorción. Tal como lo vemos, el caparazón está probablemente a unos cientos de miles de años luz frente a su galaxia madre ”, agregó el Dr. Wilman.
Los astrónomos han estado desconcertados durante mucho tiempo sobre por qué los elementos clave para la formación de planetas y, en última instancia, la vida (como el carbono, el oxígeno y el hierro) están tan ampliamente distribuidos en todo el Universo; Solo 2.000 millones de años después del Big Bang, las regiones más remotas del espacio intergaláctico se han enriquecido con ellas. El Superwind observado en esta galaxia muestra cómo tales ondas expansivas pueden viajar a través del espacio llevando los elementos formados en las profundidades de las galaxias.
Un aspecto crucial para el descubrimiento y su interpretación fue la capacidad de obtener información detallada sobre el gas en dos dimensiones en toda la galaxia. Esto fue posible gracias a una técnica conocida como espectroscopía de campo integral, que solo está alcanzando la madurez en los telescopios más grandes del mundo.
El Dr. Joris Gerssen, un miembro clave del equipo de Durham, explica: "La mayor parte de la espectroscopía astronómica se realiza colocando una pequeña abertura o una ranura estrecha en el objetivo, que para fuentes complejas y extendidas como esta galaxia da una imagen bastante incompleta" .
Para superar esto, los astrónomos utilizaron un espectrógrafo de campo integral llamado "Sauron" para un gran reconocimiento de galaxias cercanas, construido en el Observatorio de Lyon por una colaboración de astrónomos franceses, holandeses y del Reino Unido.
El Dr. Gerssen agregó: "" Sauron es verdaderamente único y su alta eficiencia significa que puede más que defenderse contra los instrumentos de los telescopios más grandes del mundo, algunos dos veces el tamaño del telescopio William Herschel. Sin embargo, la gran distancia de nuestra galaxia objetivo significa que Sauron tuvo que mirarla durante más de 15 horas para hacer este descubrimiento ”.
“Sauron nos ha proporcionado la mejor evidencia hasta el momento de un flujo de salida extenso desde una galaxia que experimenta un gran estallido estelar. Estas mediciones se encuentran entre los primeros pasos para comprender la física de la formación de galaxias ", comentó el profesor Roger Davies, de la Universidad de Oxford, uno de los institutos involucrados en Sauron," y esperamos utilizar espectrógrafos bidimensionales similares que se están construyendo para Telescopios de 8 m; estos sondearán el proceso de formación de galaxias incluso en épocas anteriores ".
Hasta la fecha, la evidencia observacional de Superwinds en galaxias jóvenes en el Universo distante ha sido en gran medida indirecta y circunstancial; Los esfuerzos se han centrado en la búsqueda de sus firmas estadísticas sutiles en grandes estudios de galaxias y gas intergaláctico.
Según el profesor Richard Bower, del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham, quien inició la investigación, "los astrónomos han observado salidas de alta velocidad en galaxias distantes formadoras de estrellas durante varios años, pero nunca antes hemos podido medir su verdadera escala de las observaciones de una sola galaxia. Al aprovechar la fuente de emisión altamente extendida de esta galaxia, podemos ver el flujo de salida como una especie de silueta contra toda la galaxia. Esto sugiere que los Superwinds son verdaderamente de escala galáctica y que realmente son tan importantes como nuestras teorías lo requieren ".
Fuente original: Comunicado de prensa de PPARC
