Vea También
Hace aproximadamente 13.800 millones de años, nuestro Universo nació en una explosión masiva que dio lugar a las primeras partículas subatómicas y a las leyes de la física tal y como las conocemos. Unos 370.000 años más tarde se formó el hidrógeno, el componente básico de las estrellas, que fusionan hidrógeno y helio en su interior para crear todos los elementos más pesados. Aunque el hidrógeno sigue siendo el elemento más dominante en el Universo, puede ser difícil detectar nubes individuales de gas de hidrógeno en el medio interestelar (ISM).
Esto dificulta la investigación de las primeras fases de la formación estelar, que ofrecería pistas sobre la evolución de las galaxias y el cosmos. Un equipo internacional dirigido por astrónomos del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA) ha observado recientemente un enorme filamento de gas de hidrógeno atómico en nuestra galaxia. Esta estructura, bautizada como "Maggie", se encuentra a unos 55.000 años-luz de distancia (al otro lado de la Vía Láctea) y es una de las estructuras más largas jamás observadas en nuestra galaxia.
El estudio que describe sus hallazgos, publicado recientemente en la revista Astronomy & Astrophysics, fue dirigido por Jonas Syed, estudiante de doctorado en el MPIA. A él se unieron investigadores de la Universidad de Viena, el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA), el Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIFR), la Universidad de Calgary, la Universidad de Heidelberg, el Centro de Astrofísica y Ciencia Planetaria, el Instituto Argelander de Astronomía, el Instituto Indio de Ciencias y el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA.
La investigación se basa en los datos obtenidos por el estudio de líneas HI/OH/Recombinación de la Vía Láctea (THOR), un programa de observación que se apoya en el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de Nuevo México. Utilizando las antenas de radio de onda centimétrica del VLA, este proyecto estudia la formación de nubes moleculares, la conversión de hidrógeno atómico a molecular, el campo magnético de la galaxia y otras cuestiones relacionadas con el ISM y la formación de estrellas.
El objetivo final es determinar cómo convergen los dos isótopos de hidrógeno más comunes para crear nubes densas que dan lugar a nuevas estrellas. Los isótopos son el hidrógeno atómico (H), compuesto por un protón, un electrón y ningún neutrón, y el hidrógeno molecular (H2), compuesto por dos átomos de hidrógeno unidos por un enlace covalente. Solo este último se condensa en nubes relativamente compactas que desarrollarán regiones heladas en las que acabarán surgiendo nuevas estrellas.
El proceso de transición del hidrógeno atómico al hidrógeno molecular sigue siendo en gran medida desconocido, por lo que este filamento extraordinariamente largo es un hallazgo especialmente emocionante. Mientras que las mayores nubes de gas molecular conocidas suelen medir unos 800 años luz de longitud, Maggie mide 3.900 años luz de largo y 130 años luz de ancho. Como explicó Syed en un reciente comunicado de prensa del MPIA:
"La ubicación de este filamento ha contribuido a este éxito. Todavía no sabemos exactamente cómo llegó allí. Pero el filamento se extiende unos 1600 años-luz por debajo del plano de la Vía Láctea. Las observaciones también nos permitieron determinar la velocidad del gas de hidrógeno. Esto nos permitió demostrar que las velocidades a lo largo del filamento apenas difieren".
 |
| La sección de la Vía Láctea, medida por el satélite Gaia de la ESA (arriba). El recuadro marca la ubicación del filamento "Maggie" y la imagen en falso color de la distribución del hidrógeno atómico (abajo), la línea roja indica el filamento "Maggie". Crédito: ESA/Gaia/DPAC/T. Müller/J. Syed/MPIA |
El análisis del equipo mostró que la materia del filamento tenía una velocidad media de 54 km/s-1, que determinaron principalmente midiéndola con respecto a la rotación del disco de la Vía Láctea. Esto significó que la radiación a una longitud de onda de 21 cm (también conocida como "línea de hidrógeno") era visible contra el fondo cósmico, haciendo que la estructura fuera discernible. "Las observaciones también nos permitieron determinar la velocidad del gas de hidrógeno", explicó Henrik Beuther, director de THOR y coautor del estudio. "Esto nos permitió demostrar que las velocidades a lo largo del filamento apenas difieren".
A partir de esto, los investigadores concluyeron que Maggie es una estructura coherente. Estos resultados confirmaron las observaciones realizadas un año antes por Juan D. Soler, astrofísico de la Universidad de Viena y coautor del trabajo. Cuando observó el filamento, lo bautizó con el nombre del río más largo de su Colombia natal: el Río Magdalena (anglicismo: Margaret, o "Maggie"). Aunque Maggie era reconocible en la evaluación anterior de Soler de los datos del THOR, solo el estudio actual demuestra sin lugar a dudas que se trata de una estructura coherente.
Basándose en los datos publicados anteriormente, el equipo también estimó que Maggie contiene un 8% de hidrógeno molecular en una fracción de masa. En una inspección más detallada, el equipo observó que el gas converge en varios puntos a lo largo del filamento, lo que les llevó a concluir que el gas de hidrógeno se acumula en grandes nubes en esos lugares. Especulan además que el gas atómico se condensará gradualmente en una forma molecular en esos entornos.
"Sin embargo, aún quedan muchas preguntas por responder", añadió Syed. "Ya hay datos adicionales, que esperamos nos den más pistas sobre la fracción de gas molecular, a la espera de ser analizados". Afortunadamente, pronto entrarán en funcionamiento varios observatorios espaciales y terrestres, telescopios que estarán equipados para estudiar estos filamentos en el futuro. Entre ellos se encuentran el telescopio espacial James Webb (JWST) y estudios de radio como el Square Kilometer Array (SKA), que nos permitirán ver el período más temprano del Universo ("Amanecer Cósmico") y las primeras estrellas de nuestro Universo.
Fuentes, créditos y referencias:
J. Syed et al, The "Maggie" filament: Physical properties of a giant atomic cloud, Astronomy & Astrophysics (2021). DOI: 10.1051/0004-6361/202141265
Fuente: Instituto Max Planck de Astronomía
Via Universe Today