Hubble detecta un escudo protector que defiende un par de galaxias enanas
Los investigadores han utilizado observaciones espectroscópicas de la luz ultravioleta de los cuásares para detectar y mapear la Corona de Magallanes, un halo difuso de gas caliente sobrealimentado que rodea las Nubes de Magallanes Pequeña y Grande. Mostrada aquí en púrpura, la corona se extiende más de 100.000 años luz desde la masa principal de estrellas, gas y polvo que forman las Nubes de Magallanes, entremezclándose con la corona más caliente y extensa que rodea la Vía Láctea. Las Nubes de Magallanes, galaxias enanas a unos 160.000 años luz de la Tierra, son los satélites más grandes de la Vía Láctea y se cree que están en su primer paso descendente alrededor de la Vía Láctea. Este viaje ha comenzado a desentrañar lo que alguna vez fueron espirales barradas con múltiples brazos en galaxias de formas más irregulares con largas colas de escombros. Se cree que la corona actúa como un amortiguador que protege el gas vital de formación estelar de las galaxias enanas de la atracción gravitatoria de la Vía Láctea, que es mucho más grande. La detección de la Corona de Magallanes se realizó analizando patrones en luz ultravioleta de 28 cuásares de fondo distantes. A medida que la luz del cuásar atraviesa la corona, se absorben ciertas longitudes de onda (colores) de la luz ultravioleta. Los espectros del cuásar se imprimen con las distintas firmas de iones de carbono, oxígeno y silicio que forman el gas corona. Debido a 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 desde el centro de la Gran Nube de Magallanes. Este estudio utilizó observaciones de archivo de cuásares del Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos (COS) del Hubble y el Explorador Espectroscópico del Ultravioleta Lejano (FUSE). Los cuásares también se han utilizado para sondear la Corriente de Magallanes, las salidas de la Vía Láctea y el halo que rodea la Galaxia de Andrómeda. Créditos de las ilustraciones: STScI, Leah Hustak
Durante miles de millones de años, las galaxias satélite más grandes de la Vía Láctea, las Nubes de Magallanes Grande y Pequeña, han seguido un viaje peligroso. Orbitándose unos a otros a medida que son atraídos hacia nuestra galaxia de origen, han comenzado a desmoronarse, dejando atrás rastros de desechos gaseosos. Y, sin embargo, para desconcierto de los astrónomos, estas galaxias enanas permanecen intactas, con una vigorosa formación estelar en curso.
“Muchas personas luchaban por explicar cómo estos flujos de material podrían estar allí”, dijo Dhanesh Krishnarao, profesor asistente en Colorado College. «Si este gas se eliminó de estas galaxias, ¿cómo es que todavía están formando estrellas?»
Con la ayuda de datos del Telescopio Espacial Hubble de la NASA y un satélite retirado llamado Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE), un equipo de astrónomos dirigido por Krishnarao finalmente encontró la respuesta: el sistema de Magallanes está rodeado por una corona, un escudo protector de gas caliente sobrealimentado. Esto envuelve a las dos galaxias, evitando que la Vía Láctea desvíe sus suministros de gas y, por lo tanto, permitiéndoles continuar formando nuevas estrellas.
Este descubrimiento, que acaba de publicarse 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”, dijo el co-investigador Andrew Fox del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland.
Los astrónomos predijeron la existencia de la corona hace varios años. «Descubrimos que si incluimos una corona en las simulaciones de las Nubes de Magallanes cayendo sobre la Vía Láctea, podríamos explicar por primera vez la masa de gas extraído«, explicó Elena D’Onghia, coinvestigadora de la Universidad de Wisconsin-Madison «Sabíamos que la Gran Nube de Magallanes debería ser lo suficientemente masiva como para tener una corona«.
Pero aunque la corona se extiende a más de 100.000 años luz desde las nubes de Magallanes y cubre una gran parte del cielo del sur, en la práctica es invisible. Mapearlo requirió rastrear 30 años de datos archivados para obtener mediciones adecuadas.
Los investigadores creen que la corona de una galaxia es un remanente de la nube primordial de gas que colapsó para formar la galaxia hace miles de millones de años. Aunque se han visto coronas alrededor de galaxias enanas más distantes, los astrónomos nunca antes habían podido sondear una con tanto detalle como este.
«Hay muchas predicciones de simulaciones por computadora sobre cómo deberían verse, cómo deberían interactuar durante miles de millones de años, pero por observación no podemos realmente probar la mayoría de ellas porque las galaxias enanas suelen ser demasiado difíciles de detectar”, dijo Krishnarao. . Debido a que están justo a la vuelta de la esquina, las Nubes de Magallanes brindan una oportunidad ideal para estudiar cómo interactúan y evolucionan las galaxias enanas.
En busca de evidencia directa de la Corona de Magallanes, el equipo revisó los archivos del Hubble y FUSE en busca de observaciones ultravioleta de cuásares ubicados a miles de millones de años luz detrás de ella. Los cuásares son los núcleos extremadamente brillantes de las galaxias que albergan enormes agujeros negros activos. El equipo razonó que aunque la corona sería demasiado tenue para verse por sí sola, debería ser visible como una especie de niebla que oscurece y absorbe distintos patrones de luz brillante de los cuásares en el fondo. Las observaciones de cuásares del Hubble se utilizaron en el pasado para mapear la corona que rodea la galaxia de Andrómeda.
Al analizar patrones en luz ultravioleta de 28 cuásares, el equipo pudo detectar y caracterizar el material que rodea la Gran Nube de Magallanes y confirmar que existe la corona. Como se predijo, los espectros del cuásar están impresos con las distintas firmas de carbono, oxígeno y silicio que forman el halo de plasma caliente que rodea la galaxia.
La capacidad de detectar la corona requería espectros ultravioleta extremadamente detallados. “La resolución de Hubble y FUSE fueron cruciales para este estudio”, explicó Krishnarao. “El gas corona es tan difuso que apenas está allí”. Además, se mezcla con otros gases, incluidas las corrientes extraídas de las Nubes de Magallanes y el material que se origina en la Vía Láctea.
Al mapear los resultados, el equipo también descubrió que la cantidad de gas disminuye con la distancia desde el centro de la Gran Nube de Magallanes. “Es una firma reveladora perfecta de que esta corona realmente está ahí”, dijo Krishnarao. “Realmente está envolviendo a la galaxia y protegiéndola”.
¿Cómo puede una cubierta de gas tan delgada proteger a una galaxia de la destrucción?
“Cualquier cosa que intente pasar a la galaxia tiene que pasar primero a través de este material, para que pueda absorber parte de ese impacto”, explicó Krishnarao. “Además, la corona es el primer material que se puede extraer. Mientras renuncias a un poco de la corona, estás protegiendo el gas que está dentro de la galaxia y es capaz de formar nuevas estrellas”.
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington, D.C.
El Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE) fue un proyecto de cooperación internacional entre la NASA, la CSA (Agencia Espacial Canadiense) y la CNES (Agencia Espacial Francesa), y estuvo en funcionamiento entre 1999 y 2007.
