Detectan un escudo protector que defiende a un par de galaxias enanas

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Los investigadores han utilizado observaciones espectroscópicas de la luz ultravioleta de los cuásares para detectar y cartografiar la Corona de Magallanes, un halo difuso de gas caliente y sobrecargado que rodea las Pequeñas y Grandes Nubes de Magallanes. Mostrada aquí en color púrpura, la corona se extiende a más de 100.000 años luz de la masa principal de estrellas, gas y polvo que forman las Nubes de Magallanes, mezclándose con la corona más caliente y extensa que rodea la Vía Láctea. Las Nubes de Magallanes, galaxias enanas situadas a unos 160.000 años luz de la Tierra, son los mayores satélites de la Vía Láctea y se cree que se encuentran en su primer viaje de aproximación a la Vía Láctea. Este viaje ha comenzado a desvelar lo que antes eran espirales barradas con múltiples brazos en galaxias de forma más irregular con largas colas de escombros. Se cree que la corona actúa como un amortiguador que protege el gas vital para la formación de estrellas de las galaxias enanas de la atracción gravitatoria de la Vía Láctea, mucho más grande. La detección de la Corona de Magallanes se realizó analizando los patrones de la luz ultravioleta de 28 cuásares de fondo distantes. Cuando la luz del cuásar atraviesa la corona, se absorben ciertas longitudes de onda (colores) de la luz ultravioleta. Los espectros de los cuásares se imprimen con las firmas distintivas de los iones de carbono, oxígeno y silicio que componen el gas de la corona. Dado que cada cuásar sondea una parte diferente de la corona, el equipo de investigación también pudo demostrar que la cantidad de gas disminuye con la distancia al centro de la Gran Nube de Magallanes. Este estudio utilizó observaciones de archivo de cuásares del Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos (COS) del Hubble y del Explorador Espectroscópico del Ultravioleta Lejano (FUSE). Los cuásares también se han utilizado para sondear la corriente de Magallanes, los flujos de salida de la Vía Láctea y el halo que rodea a la galaxia de Andrómeda. Créditos de la ilustración: STScI, Leah Hustak
Los investigadores han utilizado observaciones espectroscópicas de la luz ultravioleta de los cuásares para detectar y cartografiar la Corona de Magallanes, un halo difuso de gas caliente y sobrecargado que rodea las Pequeñas y Grandes Nubes de Magallanes. Mostrada aquí en color púrpura, la corona se extiende a más de 100.000 años luz de la masa principal de estrellas, gas y polvo que forman las Nubes de Magallanes, mezclándose con la corona más caliente y extensa que rodea la Vía Láctea. Las Nubes de Magallanes, galaxias enanas situadas a unos 160.000 años luz de la Tierra, son los mayores satélites de la Vía Láctea y se cree que se encuentran en su primer viaje de aproximación a la Vía Láctea. Este viaje ha comenzado a desvelar lo que antes eran espirales barradas con múltiples brazos en galaxias de forma más irregular con largas colas de escombros. Se cree que la corona actúa como un amortiguador que protege el gas vital para la formación de estrellas de las galaxias enanas de la atracción gravitatoria de la Vía Láctea, mucho más grande. La detección de la Corona de Magallanes se realizó analizando los patrones de la luz ultravioleta de 28 cuásares de fondo distantes. Cuando la luz del cuásar atraviesa la corona, se absorben ciertas longitudes de onda (colores) de la luz ultravioleta. Los espectros de los cuásares se imprimen con las firmas distintivas de los iones de carbono, oxígeno y silicio que componen el gas de la corona. Dado que cada cuásar sondea una parte diferente de la corona, el equipo de investigación también pudo demostrar que la cantidad de gas disminuye con la distancia al centro de la Gran Nube de Magallanes. Este estudio utilizó observaciones de archivo de cuásares del Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos (COS) del Hubble y del Explorador Espectroscópico del Ultravioleta Lejano (FUSE). Los cuásares también se han utilizado para sondear la corriente de Magallanes, los flujos de salida de la Vía Láctea y el halo que rodea a la galaxia de Andrómeda. Créditos de la ilustración: STScI, Leah Hustak

La Gran y la Pequeña Nube de Magallanes son las dos mayores galaxias satélites de la Vía Láctea. A medida que se acercan a nuestra galaxia, han empezado a deshacerse, dejando tras de sí estelas de restos gaseosos mientras orbitan entre sí. Estas galaxias enanas siguen intactas y en proceso de formación estelar activa, lo que desconcierta a los astrónomos.

Si este gas fue eliminado de estas galaxias, ¿Cómo es que siguen formando estrellas?

Utilizando datos del telescopio espacial Hubble de la NASA y de un satélite retirado llamado Explorador Espectroscópico del Ultravioleta Lejano (FUSE), los astrónomos finalmente encontraron la respuesta: un escudo protector de gas caliente llamado corona está defendiendo el sistema de Magallanes. Éste envuelve a las dos galaxias e impide que la Vía Láctea les robe sus recursos de gas, permitiéndoles seguir formando nuevas estrellas.

El coinvestigador Andrew Fox, del Space Telescope Science Institute de Baltimore (Maryland), declaró: "Este descubrimiento, que se acaba de publicar en Nature, aborda un aspecto novedoso de la evolución de las galaxias. Las galaxias se envuelven en capullos gaseosos, que actúan como escudos defensivos contra otras galaxias".

Elena D'Onghia, coinvestigadora de la Universidad de Wisconsin-Madison, dijo: "Los astrónomos predijeron la existencia de la corona hace varios años. Descubrimos que si incluíamos una corona en las simulaciones de las Nubes de Magallanes que caen sobre la Vía Láctea, podíamos explicar por primera vez la masa de gas extraída. Sabíamos que la Gran Nube de Magallanes debía ser lo suficientemente masiva como para tener una corona".

Sin embargo, aunque cubre una importante zona del cielo austral y se extiende a más de 100.000 años-luz de las nubes de Magallanes, la corona es esencialmente indetectable. Ha sido necesario buscar en 30 años de datos antiguos las métricas apropiadas para trazar un mapa de la misma.

Según los científicos, la corona de una galaxia es un trozo de la nube de gas original que colapsó hace miles de millones de años para crear la galaxia. A pesar de que se han observado coronas alrededor de galaxias enanas más lejanas, los científicos nunca han podido estudiar una con tanto detalle.

Según Krishnarao, "hay muchas predicciones de simulaciones por ordenador sobre su aspecto y su interacción a lo largo de miles de millones de años, pero, desde el punto de vista de la observación, no podemos comprobar la mayoría de ellas porque las galaxias enanas suelen ser demasiado difíciles de detectar. Como están justo en nuestra puerta, las Nubes de Magallanes ofrecen una oportunidad ideal para estudiar cómo interactúan y evolucionan las galaxias enanas".

El equipo pudo identificar y definir el material que rodea la Gran Nube de Magallanes y establecer que la corona existe examinando los patrones en la luz ultravioleta de 28 cuásares. Como se esperaba, los rastros distintivos de silicio, oxígeno y carbono que conforman el halo de plasma caliente que rodea la galaxia están grabados en los espectros de los cuásares.

Krishnarao dijo: "La capacidad de detectar la corona requería espectros ultravioletas extremadamente detallados. La resolución del Hubble y de FUSE fue crucial para este estudio. El gas de la corona es tan difuso que apenas existe. Además, está mezclado con otros gases, incluidos los flujos extraídos de las Nubes de Magallanes y el material procedente de la Vía Láctea".

"Al mapear los resultados, también descubrimos que la cantidad de gas disminuye con la distancia al centro de la Gran Nube de Magallanes. Es una firma reveladora perfecta de que esta corona está ahí. Está envolviendo la galaxia y protegiéndola".

"Cualquier cosa que intente pasar a la galaxia tiene que pasar primero por este material para que pueda absorber parte de ese impacto. Además, la corona es el primer material que se puede extraer. Al mismo tiempo que se cede un poco de la corona, se está protegiendo el gas que está dentro de la propia galaxia y que es capaz de formar nuevas estrellas."

Fuentes, créditos y referencias:

Dhanesh Krishnarao et al, Observations of a Magellanic Corona, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05090-5

Fuente: NASA

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