Podría ser la galaxia más débil encontrada hasta la fecha.
GBT / STScI / NSF/GBO/P.Vosteen
Impresión artística del hidrógeno gaseoso observado en la galaxia J0613+52. Los colores indican la rotación que probablemente tiene el gas con respecto al observador (rojo si se aleja y azul si se acerca). Esta imagen fue creada usando un campo estelar del proyecto POSS II de STSci y una ilustración adicional realizada por NSF/GBO/P.Vosteen.
Mientras estudiaba hidrógeno gaseoso (HI) en galaxias de bajo brillo superficial (LSB), una astrónoma hizo un descubrimiento inusual, el que presentó en una conferencia de prensa en la reunión anual de la Sociedad Estadounidense de Astronomía.
Para el proyecto se estudiaron 350 galaxias únicas y se utilizaron importantes radiotelescopios de todo el mundo, incluido el Telescopio Green Bank de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos (GBT), el Telescopio de Arecibo y el Radiotelescopio Nançay. “El objetivo era determinar las masas gaseosas y dinámicas de estas galaxias ultradifusas. Para ello, las observamos con varios instrumentos, y muchos de ellos más de una vez”, comparte Karen O’Neil, científica principal del Observatorio Green Bank.
La naturaleza difusa de las galaxias LSB a menudo desafía las teorías existentes sobre la formación de estrellas y galaxias. Aprender más sobre sus propiedades puede ayudar a aprender sobre la formación y evolución de todas las estrellas y galaxias, incluida nuestra Vía Láctea.
Mientras examinaba una discrepancia entre los datos del Radiotelescopio Nançay y el Telescopio Green Bank (GBT), O’Neil descubrió un error: “El GBT apuntó accidentalmente a las coordenadas incorrectas y encontró este objeto. Es una galaxia formada únicamente por gas y no tiene estrellas visibles. Podría haber estrellas allí, pero no podemos verlas”.
Conocida como J0613+52, esta galaxia LSB es diferente a otras que se han observado antes. “Lo que sí sabemos es que es una galaxia increíblemente rica en gas. No está mostrando formación estelar como esperábamos, probablemente porque su gas es demasiado difuso. Al mismo tiempo, está demasiado lejos de otras galaxias para que puedan ayudar a desencadenar formación estelar a través de algún encuentro. J0613+52 parece estar intacta y subdesarrollada. Este podría ser nuestro primer descubrimiento de una galaxia cercana formada por gas primordial”, añade O’Neil.
Cuando se trata de J0613+52, hay muchas más preguntas que respuestas. Una imagen óptica profunda en múltiples bandas podría revelar más y superar los límites de la luz estelar observable. La baja densidad superficial del gas de la galaxia hace que sea muy difícil, o incluso imposible, observarla en otras longitudes de onda. O’Neil añade: «Un estudio completo del cielo realizado con un instrumento extremadamente sensible como el Telescopio Green Bank podría descubrir más de estos objetos».
Sobre el Observatorio de Green Bank
El Observatorio Green Bank es una gran instalación de la Fundación Nacional de Ciencias y está operado por Associated Universities, Inc. El primer observatorio nacional de radioastronomía de los EE. UU. alberga el Telescopio Green Bank de 100 metros, el radiotelescopio más grande en el mundo que puede ser apuntado en todas direcciones.
Datos recabados con los radiotelescopios más grandes del mundo aportan nuevos indicios sobre el proceso que da origen a las estrellas.
Un equipo internacional reveló una misteriosa actividad de formación estelar en el borde lejano de la galaxia M83. Los resultados de la investigación se presentaron durante una conferencia de prensa en el marco de la 243 reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS, en su sigla en inglés) en Nueva Orleans (Luisiana, EE. UU.).
El estudio se basó en datos recabados con distintos instrumentos como el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) y el Green Bank Telescope (GBT) de NRAO, así como el telescopio Subaru del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) y la sonda Galaxy Evolution Explorer (GALEX) de la NASA.
Normalmente, las nuevas estrellas se forman cuando el gas atómico difuso se concentra hasta volverse gas molecular y crear lo que se conoce como nube molecular, en cuyo núcleo de alta densidad se activa el proceso de formación estelar. Mientras suele ser común en la parte interna de las galaxias, este proceso se va volviendo cada vez más raro en las zonas más alejadas de estos astros.
Mónica Rubio, astrónoma de la Universidad de Chile, y parte del equipo de investigación, califica como «emocionante descubrir esta pequeña nube molecular tan lejos del borde óptico de M83 y expuesta a un alto campo de radiación ultravioleta.» Explica además que «la sensibilidad y el poder de resolución sin precedentes de ALMA hicieron posible este descubrimiento. Muestra que estas nubes moleculares no se resuelven con una resolución de 6 pc. ¡Son aún más pequeñas! Esto es genial.»
Aunque se observa un número sorprendente de estrellas jóvenes en las zonas más alejadas de muchas galaxias, la comunidad científica no lograba entender a cabalidad cómo ni por qué se forman estas estrellas, pues era imposible determinar su lugar de nacimiento. En esta investigación, se descubrieron 23 nubes moleculares donde transcurre un tipo diferente de actividad de formación estelar, en la que no se aprecian grandes nubes moleculares “normales”, sino apenas sus densos núcleos donde surgen estas estrellas. El hallazgo aporta datos valiosos para entender mejor los procesos físicos de la formación estelar en general.
“La formación de estrellas en las extremidades de las galaxias ha sido todo un misterio desde que el satélite GALEX de la NASA observó el fenómeno por primera vez hace 18 años”, comenta el astrónomo Jin Koda, de la Universidad Stony Brook, quien dirigió el estudio. “Los intentos sucesivos de encontrar nubes moleculares en ambientes similares no dieron frutos”. David Thilker, de la Universidad Johns Hopkins, quien observara por primera vez la actividad de formación estelar en los límites de M83 y otras galaxias, señala: “Ha sido gratificante ver la búsqueda de nubes densas en las extremidades finalmente dar resultados y revelar una huella observacional diferente de las nubes moleculares, igualmente característica”.
La observación de estas nubes moleculares allanó el camino hacia otro importante hallazgo de este estudio: la existencia de una gran reserva de gas atómico difuso. Normalmente, el gas atómico se condensa hasta generar nubes moleculares. En ellas, se forman núcleos aún más densos de los que empiezan a brotar estrellas. Este fenómeno se da incluso en los límites externos de las galaxias, pero la transformación de ese gas atómico en nube molecular sigue sin explicación.
Amanda Lee, estudiante de pregrado del equipo de investigación de Jin Koda, procesó los datos del GBT y el VLA que permitieron realizar el hallazgo. Fue entonces cuando descubrió la reserva de gas atómico en las extremidades de la galaxia. “Todavía no entendemos por qué este gas atómico no acaba de generar nubes moleculares densas y formar estrellas”. Como suele suceder en la astronomía, la búsqueda de respuestas a un misterio muchas veces conduce a un nuevo misterio. “Por eso la investigación astronómica es tan fascinante”, agrega Amanda Lee, quien actualmente cursa un doctorado en astronomía en la Universidad de Massachusetts en Amherst.
David Thilker agrega: “Estoy muy entusiasmado con esta nueva oportunidad que surge en el límite externo de la galaxia para estudiar mejor estos procesos físicos, que son fundamentales para el crecimiento expansivo de las galaxias y aún están en curso en la era cósmica actual”.
“Cuando empecé, no sabía qué papel desempeñaría mi trabajo. Fue muy estimulante verlo contribuir al estudio general de los procesos de formación estelar”, celebra Amanda Lee.
Información adicional
Puedes ver la conferencia de prensa sobre éste y otros resultados expuestos en la reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en este enlace.
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembro, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).
La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembro; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.
Imágenes
Una investigación reveló una inusual actividad de formación estelar en un turbulento ambiente en las extremidades de la galaxia M83. El área, delimitada en amarillo, es representada a partir de datos recabados con distintos instrumentos. De izquierda a derecha: imagen óptica de CTIO, imagen ultravioleta de GALEX, imagen de HI de 21 cm del VLA y el GBT, e imagen de CO(3-2) de ALMA. En esta última imagen, se muestran en detalle los “corazones” incubadores de estrellas de las nubes moleculares, delimitados por círculos blancos. Crédito: J. Koda et al.
En un descubrimiento sin precedentes, un equipo de astrónomos y astrónomas utilizó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para observar un disco alrededor de una estrella joven en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia vecina a la nuestra. Es la primera vez que se encuentra, fuera de nuestra galaxia, un disco de este tipo, idéntico a los que forman planetas en nuestra propia Vía Láctea. Las nuevas observaciones revelan la presencia de una estrella masiva joven creciendo, acretando materia de su entorno y formando un disco giratorio.
«Cuando vi por primera vez la evidencia de una estructura giratoria en los datos de ALMA, no podía creer que hubiéramos detectado el primer disco de acreción extragaláctico. Fue un momento especial», afirma Anna McLeod, profesora asociada de la Universidad de Durham (Reino Unido) y autora principal del estudio publicado en Nature. «Sabemos que los discos son vitales para la formación de estrellas y planetas en nuestra galaxia, y ahora, por primera vez, estamos viendo evidencias directas de este proceso en otra galaxia».
Este estudio continua con las observaciones realizadas con el instrumento MUSE, instalado en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, que detectó un chorro lanzado por una estrella en formación (el sistema fue bautizado como HH 1177) en el interior de una nube de gas en la Gran Nube de Magallanes. «Descubrimos un chorro que provenía de esta joven estrella masiva, y su presencia es una señal de la acreción continua del disco», declara McLeod. Pero para confirmar la presencia del disco, el equipo necesitaba medir el movimiento del denso gas que hay alrededor de la estrella.
La materia atraída hacia una estrella en crecimiento no cae directamente sobre ella, sino que se aplana en un disco giratorio alrededor de la misma. Cuanto más cerca está del centro, el disco gira más rápido, y esta diferencia de velocidad es la prueba irrefutable que muestra a la comunidad astronómica la presencia de un disco de acreción.
«La frecuencia de la luz cambia dependiendo de la rapidez con la que el gas que emite la luz se acerca o se aleja de nosotros», explica Jonathan Henshaw, investigador de la Universidad John Moores de Liverpool (Reino Unido) y coautor del estudio. «Es el mismo fenómeno que ocurre cuando el tono de la sirena de una ambulancia cambia a medida que pasa y la frecuencia del sonido va de mayor a menor».
Las detalladas mediciones de frecuencia de ALMA permitieron a los autores distinguir el giro característico de un disco, confirmando la detección del primer disco alrededor de una estrella joven extragaláctica.
Las estrellas masivas, como la que se observa aquí, se forman mucho más rápido y viven vidas mucho más cortas que las estrellas de baja masa como el Sol. En nuestra galaxia, estas estrellas masivas son bastante difíciles de observar y, a menudo, están oscurecidas por el material polvoriento del que se forman cuando se genera un disco a su alrededor. Sin embargo, en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia a 160.000 años luz de distancia, el material del que nacen nuevas estrellas es sustancialmente diferente al de la Vía Láctea. Gracias al menor contenido de polvo, HH 1177 ya no está envuelta en su burbuja original, lo que ofrece a la comunidad astronómica una vista sin obstáculos, aunque lejana, de la formación de estrellas y planetas.
«Estamos en una era de rápidos avances tecnológicos en lo que respecta a las instalaciones astronómicas», declara McLeod. «Poder estudiar cómo se forman las estrellas a distancias tan increíbles y en una galaxia diferente es muy emocionante».
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Este trabajo da investigación se ha presentado en un artículo titulado «A likely Keplerian disk feeding an optically revealed massive young star», publicado en la revista Nature (doi: 10.1038/s41586-023-06790-2). El equipo está compuesto por A. F. McLeod (Centro de Astronomía Extragaláctica, Departamento de Física, Universidad de Durham, Reino Unido; Instituto de Cosmología Computacional, Departamento de Física, Universidad de Durham, Reino Unido); P. D. Klaassen (Centro de Tecnología Astronómica del Reino Unido, Real Observatorio de Edimburgo, Reino Unido); M. Reiter (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Rice, Estados Unidos); J. Henshaw (Instituto de Investigación de Astrofísica, Universidad John Moores de Liverpool, Reino Unido; Instituto Max Planck de Astronomía, Alemania); R. Kuiper (Facultad de Física, Universidad de Duisburg-Essen, Alemania); y A. Ginsburg (Departamento de Astronomía, Universidad de Florida, EE.UU.).
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwán (NSTC), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).
La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.
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Esta reproducción artística muestra el sistema HH 1177, que se encuentra en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia vecina a la nuestra. El joven y masivo objeto estelar que brilla en el centro está captando materia de un disco polvoriento al mismo tiempo que expulsa materia a través de potentes chorros. Utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un equipo de astrónomos y astrónomas logró detectar evidencias de la presencia de este disco mediante la observación de su rotación. Es la primera vez que se descubre, en otra galaxia, un disco alrededor de una estrella joven, el tipo de disco idéntico a los que forman planetas en nuestra propia galaxia. Crédito: ESO/M. KornmesserCon las capacidades combinadas del Very Large Telescope (VLT) de ESO y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), se ha observado un disco alrededor de una joven estrella masiva en otra galaxia. Las observaciones del instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer, explorador espectroscópico de unidades múltiples), instalado en el VLT, a la izquierda, muestran la nube madre, LHA 120-N 180B, en la que se observó por primera vez este sistema, denominado HH 1177. La imagen del centro muestra los chorros que lo acompañan. La parte superior del chorro está ligeramente dirigida hacia nosotros y, por lo tanto, desplazada hacia el azul; el de abajo se aleja de nosotros y, por lo tanto, se desplaza hacia el rojo. Las observaciones de ALMA, a la derecha, revelaron el disco giratorio alrededor de la estrella, de manera similar, con lados que se acercan y se alejan de nosotros. Crédito: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. McLeod et al.Este mosaico muestra, en su centro, una imagen real del joven sistema estelar HH 1177, en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia vecina a la Vía Láctea. La imagen fue obtenida con el instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer, explorador espectroscópico de unidades múltiples), instalado en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, y muestra los chorros lanzados desde la estrella. A continuación, el equipo utilizó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), para encontrar evidencias de la presencia de un disco alrededor de la joven estrella. En el panel derecho se muestra una reproducción artística del sistema, que muestra tanto los chorros como el disco. Crédito: ESO/A. McLeod et al./M. KornmesserEsta deslumbrante región de formación de nuevas estrellas en la Gran Nube de Magallanes (LMC, por sus siglas en inglés) fue captada por el instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), instalado en el Very Large Telescope de ESO. La relativamente pequeña cantidad de polvo existente en LMC y la precisa visión de MUSE han permitido obtener intrincados detalles de la región en luz visible. Crédito: ESO, A McLeod et al.Esta deslumbrante región de formación de nuevas estrellas en la Gran Nube de Magallanes (LMC, por sus siglas en inglés) fue captada por el instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), instalado en el Very Large Telescope de ESO. La relativamente pequeña cantidad de polvo existente en LMC y la precisa visión de MUSE han permitido obtener intrincados detalles de la región en luz visible.
La imagen es una composición a color hecha a partir de exposiciones del sondeo Digitized Sky Survey 2 y muestra la zona que rodea a LHA 120-N 180B, visible en el centro de la imagen. Crédito: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgment: Davide De MartinEste mapa muestra la ubicación de la región HII conocida como LHA 120-N 180B, en la constelación de Mensa (la Montaña de la Mesa). Mensa es la única constelación bautizada con el nombre de una característica geográfica de la Tierra: fue nombrada así por el astrónomo francés Nicolás Louis de Lacaille por haberla observado desde la Montaña de la Mesa, en el Cabo de Buena Esperanza (Sudáfrica). Este mapa incluye la mayoría de las estrellas visibles a simple vista bajo buenas condiciones, y se señala la región del cielo que se muestra en esta imagen. Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope
La recreación artística de esta animación muestra el sistema HH 1177, un objeto estelar joven y masivo ubicado en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia vecina a la nuestra. Utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) un equipo de astrónomos y astrónomas logró detectar la presencia de un disco en HH 1177 observando su rotación, tal y como se muestra en la recreación artística. Es la primera vez que la comunidad astronómica encuentra, fuera de nuestra galaxia, un disco alrededor de una estrella joven, el tipo de disco idéntico a los que forman planetas en nuestra propia galaxia. La estrella que brilla en el centro está captando materia de un disco polvoriento y, al mismo tiempo, expulsa materia en forma de potentes chorros. Crédito: ESO/M. Kornmesser
Este video comienza con una vista amplia de la Vía Láctea, para luego acercarnos a la Gran Nube de Magallanes, situada a 160 000 años luz de distancia, hasta llegar al joven sistema estelar HH 1177, que se encuentra en su interior. Con el instrumento MUSE, instalado en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, un equipo de astrónomos y astrónomas descubrió la presencia de un sistema de chorros procedente de una estrella joven y masiva. Utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), también se descubrió un disco giratorio, el primero fuera de nuestra propia galaxia. La reproducción artística del final, revela el sistema de acuerdo con estas observaciones. Crédito: ESO
