ESO

En su intento por comprender el Universo, los astrónomos a menudo apuntan sus telescopios hacia la Nube Mayor de Magallanes (NMM), una de las galaxias más cercanas a nuestra Vía Láctea. En esta espectacular nueva fotografía tomada por el instrumento Wide Field Imager (WFI), instalado en el Observatorio La Silla de la organización Observatorio Europeo Austral, ESO, en Chile, se exhibe una colección de diferentes objetos celestes y fenómenos ubicados en la NMM, que van desde vastos cúmulos globulares hasta restos dejados por brillantes explosiones de supernovas. Esta fascinante observación provee datos para una amplia variedad de proyectos de investigación, develando la vida y muerte de estrellas y la evolución de galaxias.

La Nube Mayor de Magallanes (NMM) está a sólo unos 160.000 años luz de nuestra Vía Láctea, muy cerca, en escala cósmica. Esta proximidad la convierte en un objetivo muy importante ya que puede ser estudiada con más detalle que otros sistemas más distantes. La NMM está en la constelación del Pez Dorado (Doradus), en las profundidades del cielo austral, y tiene una ubicación privilegiada para ser analizada desde los observatorios de ESO en Chile. Es una de las galaxias que forman el Grupo Local que rodea la Vía Láctea, y aunque es enorme en escala humana, la NMM es considerada enana ya que posee un décimo de la masa de nuestra galaxia y abarca sólo 14.000 años luz, comparados con los 100.000 años luz de la Vía Láctea. Los astrónomos se refieren a ella como una galaxia enana irregular. Su irregularidad, combinada con su destacada franja de estrellas al centro, indica a los astrónomos que en las interacciones de mareas con la Vía Láctea y con su compañera del Grupo Local, la Nube Menor de Magallanes, pudo haberla transformado desde una espiral barrada clásica hasta su forma moderna, más caótica.

Esta imagen es un mosaico de cuatro fotografías del Wide Field Imager instalado en el telescopio MPG/ESO de 2,2 metros en el Observatorio La Silla en Chile. La imagen cubre una zona de cielo equivalente a más de cuatro veces el tamaño de la Luna llena. El enorme campo de visión de esta cámara posibilita ver un amplio rango de objetos de la GNM en una única imagen, a pesar de que sólo puede incluir una pequeña parte de toda la galaxia. En la imagen se aprecian docenas de cúmulos de estrellas jóvenes, así como también rastros de nubes de gas ardiente. Enormes cantidades de estrellas tenues llenan la imagen de lado a lado y, en el fondo, más allá de la NMM, se pueden ver más galaxias.

Los cúmulos globulares son colecciones de cientos de miles a millones de estrellas unidas por la gravedad en forma casi esférica, abarcando unos pocos años luz de extensión. Muchos cúmulos orbitan la Vía Láctea y la mayoría son antiguos, de más de diez mil millones de años, compuestos principalmente por viejas estrellas rojas. La NMM también tiene cúmulos globulares y uno de éstos es visible como el blanco y borroso cúmulo ovalado de estrellas en la parte central superior de la fotografía. Se trata de NGC 1978, un cúmulo globular inusualmente masivo. A diferencia de la mayoría de los demás cúmulos globulares, se cree que NGC 1978 sólo tiene 3.500 millones de años. La presencia de un objeto de este tipo en la NMM lleva a los astrónomos a pensar que esta galaxia tiene una historia de activa formación estelar más reciente que la Vía Láctea.

Además de ser una vigorosa zona de nacimiento de estrellas, la NMM también ha visto muchas muertes espectaculares de estrellas, en forma de brillantes explosiones de supernovas. En la parte superior derecha de la fotografía puede verse el vestigio de una supernova, una tenue nube de forma extraña llamada DEM L 190, también conocida como N 49. Esta nube gigante de gas ardiente es el vestigio más brillante de supernova en la GNM, y posee unos 30 años luz de extensión. En el centro, donde alguna vez ardió la estrella, ahora hay una estrella de neutrones, con un campo magnético extremadamente poderoso. Recién en 1979, cuando satélites que orbitaban la Tierra detectaron una poderosa explosión de rayos gamma desde este objeto, comenzó el interés en las propiedades extremas de esta nueva clase de exóticas estrellas creadas por explosiones de supernovas.

Esta parte de la Nube Mayor de Magallanes está tan llena de cúmulos de estrellas y otros objetos que los astrónomos pueden pasar sus carreras enteras explorándola. Con tanta actividad, es fácil ver por qué los astrónomos están tan deseosos de estudiar las extrañas criaturas de este zoológico estelar.

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R. Carrasco et al., Gemini Obs. /AURA

Una lente gravitacional recientemente descubierta y situada en un cúmulo de galaxias relativamente cercano, está permitiendo a los astrónomos concluir que el cúmulo alberga a la galaxia más masiva conocida en el Universo local. El estudio también reafirma que el canibalismo galáctico es una de las razones por la cual esta galaxia es tan obesa, agrandando la escala hasta en 30 billones de veces la masa del Sol.

Esta galaxia supermasiva está ubicada en el núcleo del cúmulo de galaxias Abell 3827, localizado a aproximadamente 1.400 millones de años luz de distancia. Esta galaxia y cientos de sus compañeras más pequeñas, son visibles en una impactante imagen recién publicada por el Observatorio Gemini. La imagen es parte de un artículo publicado en The Astrophysical Journal Letters que da cuenta del estudio de ésta galaxia masiva usando lentes gravitacionales detectadas alrededor de su núcleo (también visibles en la imagen) para brindar nuevas medidas sobre la masa extrema de la galaxia.

Aunque esta galaxia brillante (conocida como ESO 146-IG 005) domina el núcleo de Abell 3827, “la magnitud de su apetito no ha sido apreciada en su real magnitud,” señaló el astrónomo de Gemini Rodrigo Carrasco, miembro del equipo que utilizó el telescopio de 8 metros de Gemini Sur, en Chile, para estudiar esta galaxia y su cúmulo. Las observaciones de Gemini revelaron, por primera vez, los efectos de las lentes gravitacionales cerca del núcleo de ESO 146-IG 005.

Una lente gravitacional se forma cuando un objeto masivo (en este caso el núcleo de esta galaxia supermasiva) distorsiona su espacio local. La luz de una galaxia que se encuentra detrás (en este caso dos galaxias), es desviada de su camino original. Desde nuestra perspectiva, podemos ver la luz de las galaxias posteriores deformada como una estructura de anillos y arcos alrededor del objeto deflectante. Los arcos de ambas galaxias son claramente visibles en las nuevas imágenes de Gemini.

“La lente gravitacional que descubrimos nos ha permitido medir, en forma precisa, la masa de este galaxia “monstruo”, por primera vez. La masa calculada es mayor, en un factor 10, que las estimaciones previas obtenidas con observaciones en rayos X”, dijo Carrasco. “Si suponemos que nuestro modelo es correcto, ésta es, con seguridad, la galaxia más masiva conocida en el Universo local”.

Esta excepcional galaxia no nació simplemente masiva; ha crecido devorando a sus compañeras en lo que se conoce quizás como el ejemplo más extremo de “canibalismo galáctico”. “Esta caníbal come de manera desordenada, dejando restos parcialmente digeridos de al menos cuatro galaxias, más pequeñas, aún visibles cerca de su núcleo”, señala el miembro del equipo Michael West, astrónomo del Observatorio Europeo Austral, ESO, quien observó por primera vez este sistema, hace más de una década y señala haberse sorprendido inmediatamente por la compleja morfología de esta galaxia gigante caníbal. “Juzgando por el número de galaxias cercanas que ya existen cerca de su alcance gravitacional, eventualmente esta galaxia crecerá aún más”.

Estas observaciones dan paso a importantes reflexiones acerca del proceso de crecimiento de las galaxias, especialmente en el área de las galaxias elípticas; estas galaxias parecen no haber adquirido su masa total rápidamente en el Universo temprano, sino que muestran un crecimiento significativo a través de fusiones y canibalismo en una etapa más tardía, luego que muchas de sus estrellas ya se habían formado. Las galaxias resultantes, como ésta, pueden ser extremadamente masivas.

Las observaciones de Gemini se hicieron utilizando el Espectrógrafo Multi Objetivo de Gemini (GMOS) en el telescopio de Gemini Sur, en Chile. Observaciones espectroscópicas posteriores utilizaron el mismo instrumento para confirmar las distancias (desplazamientos al rojo) de las galaxias que se encuentra detrás y cuya luz fue desviada por la galaxia masiva. Estas dos galaxias se encontraron aproximadamente a 2.700 y 5.100 millones de años luz de distancia (z = 0,2 y 0,4 respectivamente).

Además de to R. Carrasco y M. West, el quipo incluye a los astrónomos de Gemini P. Gomez, H. Lee, R. Diaz, J. Turner, B. Miller, M. Bergmann, y T. Verdugo (Universidad de Valparaiso, Chile). Los resultados completos aparecen en Carrasco et al. Strong Gravitational Lensing by the Super-Massive cD Galaxy in Abell 3827, The Astrophysical Journal Letters 715, L1, 2010.

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ESO/ J.Dietrich

Una nueva imagen de gran campo revelada por la organización Observatorio Europeo Austral, ESO, muestra varios miles de galaxias distantes y, en particular, un gran grupo de ellas ubicado en el masivo cúmulo de galaxias conocido como Abell 315. Pese a lo densa que puede parecer, esta multitud de galaxias es sólo “la punta del iceberg”, ya que Abell 315, al igual que muchos cúmulos de galaxias, está dominado por la presencia de materia oscura. La enorme masa de este cúmulo desvía la luz de las galaxias que hay detrás, distorsionando ligeramente sus formas observadas.

Cuando se observa el cielo a simple vista, generalmente sólo se ven las estrellas de nuestra galaxia, la Vía Láctea, y aquellas que se encuentran en galaxias muy vecinas. Las galaxias más lejanas simplemente son demasiado tenues para ser percibidas por el ojo humano, pero si pudiéramos verlas, literalmente cubrirían el cielo. Esta nueva imagen de gran campo y larga exposición presentada por ESO, revela miles de galaxias condensadas en un área del cielo casi tan grande como la Luna llena.

Estas galaxias abarcan un amplio rango de distancias desde nosotros. Algunas están relativamente cerca, por lo que es posible distinguir sus brazos espirales o halos elípticos, especialmente en la parte superior de la imagen. Las más distantes aparecen simplemente como manchas muy tenues -su luz ha viajado a través del Universo durante ocho mil millones de años o más, antes de alcanzar la Tierra.

Comenzando en el centro de la imagen y extendiéndose hacia abajo y a la izquierda, una concentración de unas cien galaxias amarillentas corresponde a un cúmulo de galaxias masivo, designado con el número 315 en el catálogo compilado por el astrónomo George Abell, en 1958. El cúmulo está ubicado entre las tenues galaxias rojas y azules y la Tierra, a unos dos mil millones de años luz, en la dirección de la constelación de Cetus (la Ballena).

Los cúmulos de galaxias son unas de las estructuras más grandes en el Universo y se mantienen unidos debido a la gravedad. Sin embargo, hay más en estas estructuras que las cientos de galaxias que podemos ver. Las galaxias constituyen sólo el diez por ciento de la masa total de estos gigantes, mientras que el gas caliente entre las galaxias suma otro diez por ciento. El 80 por ciento restante corresponde a un ingrediente invisible y totalmente desconocido llamado materia oscura, que se encuentra entre las galaxias.

La presencia de materia oscura se revela a través de su efecto gravitacional: la enorme masa de un cúmulo de galaxias actúa como una lente de aumento cósmica sobre la luz de las galaxias que se encuentran detrás, curvando la trayectoria de su luz y haciendo que luzcan levemente distorsionadas. Mediante la observación y el análisis de las formas distorsionadas de estas galaxias del fondo, los astrónomos pueden inferir la masa total del cúmulo responsable de la distorsión, aún cuando esta masa es en gran parte invisible. Sin embargo, este efecto es usualmente diminuto y es necesario medir un gran número de galaxias para obtener resultados significativos: en el caso de Abell 315, se estudiaron las formas de casi 10.000 galaxias tenues de esta imagen con el propósito de estimar la masa total del cúmulo, que suma más de cien billones de veces la masa del Sol.

Como complemento del enorme rango de distancias y tamaños cósmicos estudiados en esta imagen, un puñado de objetos mucho más cercanos a la Tierra y más pequeños que las galaxias y que los cúmulos de galaxias, se esparcen a través del campo: junto a varias estrellas pertenecientes a nuestra galaxia, se pueden apreciar numerosos asteroides visibles como marcas azules, verdes o rojas. Estos objetos pertenecen al cinturón principal de asteroides ubicado entre las órbitas de Marte y Júpiter, y sus dimensiones van desde varias decenas de kilómetros en el caso de los más brillantes, hasta sólo unos pocos kilómetros en el caso de los más tenues.

Esta imagen fue tomada con el Wide Field Imager del telescopio MPG/ESO de 2,2 metros de diámetro, ubicado en el Observatorio La Silla, de ESO, en Chile. Esta composición fue realizada a partir de varias exposiciones obtenidas con tres filtros de diferentes anchos de banda, para un total de casi una hora en el filtro B y cerca de una hora y media en los filtros V y R. El campo de visión es de 34 x 33 minutos de arco.

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NASA/ ESA/ HHT (STScI/AURA)- ESA/Hubble Collaboration

El telescopio espacial Hubble ha fotografiado una espectacular vista del  más grande “protagonista” del Triplete de Leo, una galaxia con una anatomía inusual: presenta brazos espirales asimétricos y un núcleo aparentemente desplazado. La peculiar anatomía está muy probablemente causada por el tirón gravitacional de los otros dos miembros del trío.

La inusual galaxia espiral Messier 66 está localizada a una distancia aproximada de 35 millones de años luz, en la constelación de Leo. Junto con Messier 65 y NGC 3528, Messier 66 es la tercera del Triplete de Leo, un trío de galaxias espirales interactuando, parte del grupo más grande de Messier 66. Messier 66 gana en tamaño sobre sus compañeras del Triplete: tiene cerca de 100.000 años luz de diámetro.

Messier 66 es la orgullosa dueña de exclusivos brazos espirales asimétricos, los cuales parecen subir por sobre el disco principal de la galaxia y un núcleo aparentemente desplazado. Esta asimetría es inusual;  más usuales son densas ondas de gas, polvo y viento de estrellas nacientes cerca del centro galáctico dispuestas de una manera simétrica. Los astrónomos creen que Messier 66 tuvo, alguna vez, una forma ordenada y, muy probablemente, ha sido distorsionada por el tirón gravitacional de sus dos vecinas.

El Hubble ha tomado imágenes de líneas notables de polvo y cúmulos de estrellas brillantes a lo largo de los brazos espirales de Messier 66, en fino detalle, con la Cámara Avanzada para Relevamientos ACS. Los cúmulos estelares (fotografiados en regiones azules y rosáceas en la imagen) son herramientas clave para los astrónomos ya que se usan como indicadores de cómo se forman las galaxias madre, a lo largo del tiempo.

Messier 66 ostenta un notable récord de explosiones de supernovas. La galaxia espiral ha alojado tres supernovas desde 1989, la última ocurrida en 2009. Una supernova es una explosión estelar que momentáneamente puede brillar tanto como la galaxia entera que la hospeda. Ésta, luego, se va apagando en un período que puede durar semanas o meses. Durante su muy corta vida, la supernova radia tanta energía como la que el Sol radiaría en un período de alrededor de 10 mil millones de años.

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ESO/ M. Hayes

Hace tiempo que los astrónomos sabían que, en muchos relevamientos del Universo muy distante, una fracción importante del total de luz intrínseca no era detectada. Ahora, gracias a un estudio extremadamente profundo que se realizó usando dos de los cuatro telescopios gigantes de 8,2 metros que conforman el telescopio muy grande VLT (Very Large Telescope) de la organización Observatorio Europeo Austral, ESO, y un filtro específico hecho a medida, los astrónomos han determinado que una gran fracción de galaxias, cuya luz fue emitida hace 10 mil millones de años, había pasado inadvertida. El relevamiento también ayudó a identificar algunas de las galaxias más tenues que se hayan encontrado jamás en esta etapa del Universo primordial.

Los astrónomos usan frecuentemente la brillante y característica “huella digital” de luz emitida por el hidrógeno, conocida como línea Lyman-alfa, para estudiar la cantidad de estrellas formadas en el Universo muy lejano. Sin embargo, desde hace tiempo se especulaba con que muchas galaxias lejanas no eran identificadas en estos relevamientos. Un nuevo relevamiento del VLT demuestra por primera vez que esto es exactamente lo que está pasando. Gran parte de la luz Lyman-alfa queda atrapada dentro de la galaxia que la emite, y el 90% de las galaxias no llegan a ser detectadas en los sondeos Lyman-alfa.

“Los astrónomos siempre supieron que les faltaba una fracción de las galaxias en los sondeos Lyman-alfa” explica Matthew Hayes, autor principal de la investigación, publicada esta semana en Nature, “pero ahora por primera vez tenemos una medida concreta. Y la cantidad de galaxias que se estaba perdiendo es enorme”.

Para comprender qué fracción de luminosidad no se detecta, Hayes y su equipo usaron la cámara FORS instalada en el VLT y un filtro de banda estrecha hecho a medida para medir la luz Lyman-alfa, siguiendo la metodología estándar de este tipo de estudios. Luego, usando la nueva cámara HAWK-I, instalada en otra unidad telescopio del VLT, exploraron la misma área en busca de la luz emitida a una longitud de onda diferente, también debida al hidrógeno, conocida como la línea H-alfa. Específicamente buscaron galaxias cuya luz hubiera estado viajando durante 10 mil millones de años (desplazamiento hacia el rojo 2,2), en un área bien estudiada del cielo conocida como el campo GOODS–Sur.

“Esta es la primera vez que observamos con tanta profundidad una fracción del cielo en luz proveniente del hidrógeno en estas dos longitudes de ondas muy específicas, y esto demostró ser crucial”, dice el miembro del equipo Göran Östlin. El relevamiento fue extremadamente profundo y reveló algunas de las galaxias más tenues que se conocen de esta época primordial en la vida del Universo. De este modo, los astrónomos pudieron concluir que los relevamientos tradicionales que utilizan la emisión Lyman-alfa sólo ven una pequeña parte del total de la luz que es producida, ya que la mayor parte de los fotones Lyman-alfa son destruidos por la interacción con nubes interestelares de gas y polvo. Este efecto es notoriamente más significativo para la luz Lyman-alfa que para la H-alfa. Como resultado, una cantidad tan significativa como el 90% de las galaxias pasa inadvertida en estos sondeos. “Si vemos diez galaxias, allí podría haber cientos”, dice Hayes.

Diferentes métodos de observación, centrados en la luz emitida a diferentes longitudes de onda, conducirán siempre a una visión del Universo que sólo es parcialmente completa. Los resultados de este relevamiento constituyen una seria advertencia para los cosmólogos, considerando que a medida que aumenta la distancia, la emisión Lyman-alfa se convierte en uno de los pocos trazadores disponibles para el estudio de las primerísimas galaxias que se formaron en la historia del Universo. “Ahora que sabemos cuánta luz hemos pasado por alto, podemos comenzar a crear representaciones del cosmos mucho más precisas, entendiendo mejor la velocidad con que se formaron las estrellas en las diferentes épocas de la vida del Universo”, dice el coautor J. Miguel Mas-Hesse.

Este gran avance ha sido posible gracias a la cámara usada, única en su género. HAWK-I, que vio su primera luz en 2007, es un instrumento de última generación. “Sólo hay unas cuantas cámaras con un campo de visión más amplio que HAWK-I, pero operan en telescopios de menos de la mitad del tamaño del VLT. De modo que realmente solo el VLT y HAWK-I son capaces de encontrar eficientemente galaxias tan tenues a estas distancias”, dice el miembro del equipo Daniel Schaerer.

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NASA/CXC/M.Weiss

Científicos han encontrado evidencia de un evento catastrófico que ellos creen fue el responsable de la interrupción en el nacimiento de estrellas en una galaxia en el Universo temprano. Ellos reportaron sus resultados en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Los investigadores, liderados por el Departamento de Física de la Universidad Durham y financiados por la Sociedad Real y la Sociedad Astronómica Real, dicen que la galaxia masiva, SMM J1237+6203, sufrió una serie de explosiones billones de veces más poderosas que cualquier bomba atómica. Las explosiones acaecieron cada segundo durante millones de años, de acuerdo a los científicos.

Las explosiones dispersaron el gas necesario para la formación de nuevas estrellas, permitiendo que se escapara de la fuerza gravitacional de la galaxia, regulando eficazmente su desarrollo. El equipo liderado por Durham cree que la enorme alimentación de energía fue causada por la eyección de restos del agujero negro de la galaxia o por los poderosos vientos generados por estrellas moribundas explotando como supernovas.

SMM J1237+6203 está situada en la dirección de la constelación Ursa Major (la Osa Mayor) y está tan lejos que la vemos cómo era hace 10 mil millones de años, ó 3 mil millones de años luego del Big Bang, cuando el Universo tenía sólo un cuarto de su edad actual.

Las propiedades vistas en las galaxias masivas más cercanas a nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, sugieren que un gran evento extinguió rápidamente la formación estelar en las galaxias de la historia temprana del Universo y evitó que se expandieran. Los teóricos, incluyendo científicos de la Universidad Durham, han argumentado que esto pudo deberse a flujos de energía escapando de las galaxias que evitaron la futura formación de nuevas estrellas aunque, hasta ahora, faltaban pruebas para esto.

Usando el Espectrómetro de Campo Integral en el Infrarrojo Cercano NIFS en Gemini para medir la velocidad del material en la galaxia, encontraron flujos salientes con el poder suficiente como para permitir que los restos de formación estelar se escaparan de la atracción gravitacional de la galaxia. Creen que la colosal energía generada por estos flujos salientes de energía fue suficiente para reprimir cualquier futura formación estelar en la galaxia.

El Dr. Dave Alexander, del Departamento de Física de la Universidad Durham, dijo: “Estamos mirando al pasado y viendo un evento catastrófico que esencialmente extinguió la formación estelar e interrumpió el crecimiento de una típica galaxia masiva en el Universo temprano”.

“Efectivamente, la galaxia está regulando su crecimiento evitando que se formen nuevas estrellas. Los teóricos han predicho que enormes flujos salientes de energía fueron los responsables de esta actividad, pero recién ahora estamos viendo esta acción”.

“Creemos que enormes flujos de salida similares probablemente hayan detenido el crecimiento de otras galaxias en el Universo temprano llevándose el material necesario para la formación estelar”.

El equipo liderado por Durham planea ahora estudiar otras galaxias de formación masiva en el temprano Universo para ver si ellas muestran características similares.

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Rayos X: NASA/ CXC/ MIT/ C.Canizares, D.Evans et al.; óptico: NASA/ STScI; radio: NSF/ NRAO/ VLA

Nuevas observaciones del Observatorio de Rayos X Chandra, de la NASA, proveen evidencia de poderosos vientos fluyendo de la vecindad de un agujero negro supermasivo, en la galaxia cercana NGC 1068. Este descubrimiento indica que agujeros negros supermasivos “promedio” pueden jugar un rol importante en la evolución de las galaxias en las cuales residen.

Por años, los astrónomos supieron que un agujero negro supermasivo crecía en paralelo con su galaxia huésped. Y se sospechaba, desde hace mucho, que el material que salía desde un agujero negro (opuesto a una fracción del material que caía en él) alteraba la evolución de su galaxia huésped.

Una cuestión clave es si tales “agujeros negros de soplo revertido”  transportan típicamente suficiente poder para tener un impacto significativo. Poderosos jets relativistas que se disparan desde los agujeros negros supermasivos más grandes, de gigantescas galaxias en los centros de cúmulos como el de Perseus, se los ve que dan forma a sus galaxias huéspedes, pero éstas son raras. ¿Pero qué pasa con los vientos de escala galáctica menos concentrados y menos poderosos, los cuales deberían ser mucho más comunes?

“Estamos más interesados aquí en ver que puede hacerle  un agujero negro supermasivo de tamaño promedio a su galaxia, no algunos realmente grandes a las galaxias más grandes”, dijo Dan Evans, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), quien presentó estos resultados en la reunión de la División Astrofísica de Altas Energías de la Sociedad Astronómica Americana, en Kona, Hawaii.

Evans y sus colegas usaron el Chandra, durante cinco días, para observar NGC 1068, una de las galaxias más cercanas y brillantes que contiene un agujero negro supermasivo en rápido crecimiento. Este agujero negro es sólo dos veces más masivo que el del centro de nuestra Galaxia, el cual es considerado de un tamaño bastante normal.

Las imágenes en rayos X y el espectro obtenido del Espectrómetro de Red de Transmisión de Alta Energía HETGS, mostró que un poderoso viento está siendo arrastrado desde el centro de NGC 1068 a una velocidad superior al millón de kilómetros por hora. Este viento probablemente se genera a medida que el gas circundante es acelerado y calentado mientras se arremolina hacia el agujero negro. Una porción del gas es atraído hacia el agujero negro, pero algo de éste es expulsado. Los rayos X de alta energía producidos por el gas cerca del agujero negro calientan el gas saliente, causando que éste brille a energías más bajas de rayos X.

Este estudio del Chandra, por Evans y sus colegas, es mucho más profundo que observaciones previas en rayos X. Esto les permitió hacer un mapa de alta definición del volumen en forma de cono iluminado por el agujero negro y sus vientos. Combinando mediciones de la velocidad de las nubes con estimaciones de la densidad del gas, Evans y sus colegas demostraron que cada año se depositan varias veces la masa del Sol a grandes distancias, alrededor de 3000 años luz del agujero negro. El viento puede acarrear suficiente energía para calentar el gas circundante y reprimir la formación extra de estrellas.

“Hemos demostrado que aun agujeros negros a mitad de camino pueden guardar energía”, dijo Evans. ”Pienso que el resultado es que estos agujeros negros no son normales”.

Futuros estudios de HEGTS del Chandra de otras galaxias cercanas examinarán el impacto de otros flujos salientes de AGNs, tendientes a mejorar nuestro entendimiento de la evolución de galaxias y agujeros negros.

“En el futuro, el agujero negro de nuestra propia Galaxia puede sufrir una actividad similar, acabando con el nacimiento de nuevas estrellas en la región central de la Vía Láctea”, dijo Evans.

Estos nuevos resultados proveen una comparación clave con un trabajo previo realizado en la Universidad del Estado de Georgia y la Universidad Católica de América con el instrumento STIS del telescopio espacial Hubble.

Más información en:

http://chandra.harvard.edu/

NASA/ ESA/ Michael West (ESO)

En general, las galaxias pueden pensarse como “sociales”, formando grupos y frecuentemente interactuando. No obstante, esta imagen reciente del telescopio espacial Hubble, de la NASA y de la ESA, refleja cómo algunas galaxias se muestran como hambrientas solitarias. Estas rarezas cósmicas han puesto a los astrónomos en el “caso de las galaxias vecinas desaparecidas”.

Localizada a 500 millones de años luz de la Tierra, ESO 306-17 es una galaxia elíptica grande y brillante en el cielo austral de un tipo conocido como grupo fósil. Los astrónomos usan este término para enfatizar la naturaleza aislada de estas galaxias. No obstante, ¿son como fósiles (últimos remanentes de una comunidad que alguna vez fue activa) o es algo más siniestro que eso? ¿Engulle ESO 306-17 a sus vecinas más próximas?

La gravedad hace que las galaxias se junten y las más grandes se engullen a las más pequeñas. Hay evidencia que nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, se “alimentó” de numerosas galaxias más pequeñas que le pasaron demasiado cerca. ESO 306-17 y otros grupos fósiles pueden ser los ejemplos más extremos de canibalismo galáctico: sistemas hambrientos que no paran hasta que hayan devorado todo a su alrededor.

En esta imagen, tomada por la Cámara Avanzada para Relevamientos, a bordo del Hubble, en noviembre de 2008, parece que ESO 306-17 estuviera rodeada por otras galaxias, pero las galaxias brillantes abajo a la izquierda se piensa que están en primer plano, no a la misma distancia, en el cielo. En realidad, ESO 306-17 se encuentra bastante abandonada en un enorme mar de materia oscura y gas caliente. Cuando nos acercamos a ESO 306-17, se pueden ver débiles cúmulos de estrellas a través del resplandeciente brillo del gran halo de la galaxia. Éstos son cúmulos globulares (grupos de estrellas estrechamente ligadas que pueden muchas veces defenderse del canibalismo de las galaxia más grandes y “tiranas”. Estudiar estos cúmulos circundantes ayudará a los astrónomos en su búsqueda de ordenar las partes de la historia de ESO 306-17.

Los investigadores también están usando esta imagen para investigar galaxias enanas ultra-compactas cercanas. Las enanas ultra-compactas son versiones en miniatura de galaxias enanas que se han quedado sólo con su núcleo debido a interacciones con galaxias más grandes y más poderosas. La mayoría de las enanas ultra-compactas descubiertas, hasta ahora, están localizadas cerca de galaxias elípticas gigantes en grandes cúmulos de galaxias, por lo que será interesante ver si los investigadores encuentran objetos similares en los grupos fósiles.

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http://www.spacetelescope.org/

AAO / ROE (DSS) /E. Kirby

Los astrónomos han descubierto una reliquia del temprano Universo: una estrella que puede haber estado entre la segunda generación de estrellas que se formaron luego del Big Bang. Localizada en la galaxia enana Sculptor, a unos 290.000 años luz de distancia, la estrella tiene una composición extraordinariamente similar a la de las estrellas más viejas de la Vía Láctea. Su presencia presta apoyo la teoría que afirma que nuestra galaxia sufrió una fase “caníbal”, creciendo hasta su tamaño actual engulléndose galaxias enanas y otros bloques de construcción galáctica.

“Esta estrella, probablemente, es casi tan vieja como el Universo mismo”, dijo la astrónoma Anna Frebel del Centro de Astrofísica Harvard – Smithsoniano, autora líder del artículo de Nature que reporta el descubrimiento.

Las galaxias enanas son galaxias pequeñas con sólo unos pocos miles de millones de estrellas, comparados con los cientos de miles de millones de la Vía Láctea. En el “modelo ascendente” de formación galáctica, las grandes galaxias alcanzaron su tamaño en miles de millones de años absorbiendo sus vecinas más pequeñas.

“Si miráramos una película acelerada de la historia de nuestra galaxia, podríamos ver un enjambre de galaxias enanas zumbando alrededor de ella como abejas alrededor de una colmena”, explicó Frebel. “Con el tiempo, esas galaxias chocaron una contra otra y mezclaron sus estrellas hasta hacer una gran galaxia: la Vía Láctea”.

Si las galaxias enanas son, en realidad, los bloques constructivos de las galaxias más grandes, entonces las mismas clases de estrellas deberían encontrarse en ambos tipos de galaxias, especialmente en el caso de las viejas estrellas, pobres en metales. Para los astrónomos, los ‘metales’ son elementos químicos más pesados que el hidrógeno y el helio. Debido a que son producto de la evolución estelar, los metales eran raros en el temprano Universo y, por lo tanto, las estrellas viejas tienden a ser pobres en metales.

Las estrellas viejas en el halo de la Vía Láctea pueden ser extremadamente pobres en metales, con una abundancia en metales 100.000 veces más pobre que la del Sol, el cual es una típica estrella más joven, rica en metales. No obstante, los estudios, en la década pasada, fracasaron en la búsqueda de tales estrellas, extremadamente pobres en metales, en galaxias enanas.

“La Vía Láctea parecía tener estrellas que eran mucho más primitivas que cualquier otra estrella en cualquier galaxia enana”, dice el coautor Josh Simon, de los Observatorios de la Institución Carnegie. “Si las galaxias enanas eran los componentes originales de la Vía Láctea, entonces es difícil entender por qué ellas no tendrían estrellas similares”.

El equipo sospechó que los métodos utilizados para encontrar estrellas pobres en metales en galaxias enanas eran parciales, ya que causaban que los reconocimientos perdieran la mayoría de las estrellas pobres en metales. El miembro del equipo Evan Kirby, astrónomo de Caltech, desarrolló un método para estimar la abundancia de metales de grandes números de estrellas a la vez, haciendo posible una búsqueda más eficiente de la mayoría de las estrellas, pobres en metales, en galaxias enanas.

“Esto fue más difícil que encontrar una aguja en un pajar. Necesitamos encontrar una aguja en un montón de agujas”, dijo Kirby. “Clasificamos cientos de candidatas hasta encontrar nuestro objetivo”.

Entre las estrellas que Kirby encontró en la galaxia enana Sculptor había una débil mota de magnitud 18, designada S1020549. Las mediciones espectroscópicas de la luz de la estrella con el telescopio Magellan-Clay de Carnegie, en Las Campanas, Chile, determinaron que tenía una abundancia en metales 6.000 veces más baja que la del Sol; esto es cinco veces más baja que cualquier otra estrella encontrada en una galaxia enana.

Los investigadores midieron la abundancia total de metales de S1020549, desde elementos tales como el magnesio, calcio, titanio, hasta el hierro. El patrón de abundancia total se parece al de las viejas estrellas de la Vía Láctea, dando el primer soporte observacional a la idea que estas estrellas de la galaxia se formaron, originalmente, en galaxias enanas.

Los investigadores esperan que futuras investigaciones descubrirán estrellas adicionales, pobres en metales, en galaxias enanas, a pesar que la distancia y la debilidad de las estrellas plantean un desafío para los actuales telescopios ópticos. La próxima generación de telescopios ópticos extremadamente grandes, tales como el propuesto Gigantesco Telescopio Magallanes de 24,5 metros, equipado con espectrógrafos de alta resolución, abrirá una nueva ventana para estudiar el crecimiento de galaxias a través de la química de sus estrellas.

Mientras tanto, dice Simon, la abundancia extremadamente baja en metales en el estudio de S1020549 marca un paso significativo hacia el entendimiento de cómo se formó nuestra galaxia. “La idea original que el halo de la Vía Láctea se formó destruyendo todas las galaxias enanas,  parece ser la correcta”.

Más información en:

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NASA/ ESA/ Z. Levay (STScI)

Imagine encontrar un dinosaurio vivo en tu patio. Los astrónomos han encontrado el equivalente astronómico de la vida prehistórica en nuestro patio intergaláctico: un grupo de pequeñas galaxias ancianas que han aguardado 10 mil millones de años para aparecer juntas. Estas “últimas flores” están en camino de construir una gran galaxia elíptica.

Tales encuentros entre galaxias enanas son normalmente vistos a miles de millones de años luz de distancia y, por lo tanto, ocurrieron hace miles de millones de años. Pero estas galaxias, miembros del Grupo Compacto 31 de Hickson, están relativamente cerca, a sólo 166 millones de años luz de distancia.

Nuevas imágenes del telescopio espacial Hubble, de la NASA, de este cuarteto, ofrecen una ventana hacia los años de formación del Universo cuando la construcción de grandes galaxias a partir de galaxias pequeñas era común.

Los astrónomos supieron, durante décadas, que estas galaxias pequeñas se están tironeando gravitacionalmente entre ellas. Sus clásicas formas en espiral han sido estiradas como una goma de mascar, dejando largos jirones de gas y polvo. El objeto más brillante en la imagen del Hubble se trata, en realidad, de dos galaxias colisionando. El sistema entero está encendido con una tormenta de fuego de estrellas en formación, que surgen cuando el gas hidrógeno es comprimido por los encuentros cercanos entre galaxias hasta colapsar para formar estrellas.

Las observaciones del Hubble han agregado importantes indicios a la historia del grupo interactuante, permitiendo a los astrónomos determinar cuándo comenzaron los encuentros y predecir futuras fusiones.

“Encontramos las estrellas más viejas en unos pocos viejos cúmulos globulares de estrellas que datan de hace 10 mil millones de años. Por lo tanto, sabemos que el sistema data de alrededor de ese tiempo”, dice la astrónoma Sarah Gallagher, de la Universidad Ontario Occidental, en Londres, Ontario, Canadá, líder del estudio del Hubble. “La mayoría de las otras galaxias enanas como éstas interactuaron miles de millones de años atrás, pero estas galaxias aparecen juntas por primera vez. Estos encuentros han continuado por al menos unos pocos cientos de millones de años, una abrir y cerrar de ojos, en la historia cósmica. Éste es un ejemplo local extremadamente raro de lo que pensamos fue un evento absolutamente común en el Universo distante”.

En todos los lugares de este grupo hacia donde los astrónomos miraron encontraron lotes de cúmulos de estrellas infantes y regiones repletas de nacimientos estelares. El sistema entero es rico en gas hidrógeno, la materia de la cual están hechas las estrellas. Gallagher y su equipo usaron la Cámara Avanzada de Relevamientos, ACS, del Hubble para resolver aquellos cúmulos más jóvenes y brillantes, lo cual les permitió calcular las edades de los cúmulos, trazar la historia de la formación estelar y determinar que las galaxias están experimentando las etapas finales del ensamblado de una galaxia.

El análisis fue reforzado por datos en el infrarrojo del telescopio espacial Spitzer y observaciones en el ultravioleta del Explorador de la Evolución de las Galaxias (GALEX) y del satélite Swift de la NASA. Estos datos ayudaron a los astrónomos a medir la cantidad total de formación estelar en el sistema. “El Hubble tiene la mayor nitidez para resolver cúmulos individuales de estrellas, lo cual nos permitió datar la edad de los cúmulos”, agrega Gallagher.

El Hubble revela que los cúmulos más brillantes, grandes grupos cada uno conteniendo al menos 100.000 estrellas, tienen menos de 10 millones de años de edad. Las estrellas están alimentadas plenamente de gas. Una medición del contenido de gas muestra que ha sido usado muy poco – prueba adicional que los “fuegos galácticos” vistos en las imágenes son un evento reciente. El grupo tiene alrededor de cinco veces más hidrógeno que nuestra galaxia, la Vía Láctea.

“Éste es un claro ejemplo de un grupo de galaxias en camino hacia una fusión debido a que hay mucho gas que se está mezclando”, dice Gallagher. “Las galaxias son relativamente pequeñas, comparables en tamaño a la Nube Mayor de Magallanes, una galaxia vecina de la Vía Láctea. Sus velocidades, medidas por estudios previos, muestran que se están moviendo muy despacio en relación una a la otra, a sólo 60 kilómetros por segundo. Por eso, es difícil imaginar cómo este sistema no se podría enrollar como una única galaxia elíptica en otros mil millones de años”.

Pat Durrell de la Universidad Estatal de Youngstown, miembro del equipo, agrega: “Las cuatro galaxias pequeñas están extremadamente cerca, una de otra, a menos de 75.000 años luz. Podemos encerrarlas todas dentro de la Vía Láctea”.

¿Por qué estas galaxias esperaron tanto para interactuar? Tal vez, dice Gallagher, debido a que el sistema se encuentra en una región del Universo de baja densidad, el equivalente a un pueblo. Lograr juntarse les tomó miles de millones de años más que a galaxias que estaban en áreas más densas.

El Grupo Compacto 31 de Hickson es uno de los 100 grupos compactos de galaxias catalogados por el astrónomo canadiense Paul Hickson.

Los resultados de Gallagher aparecen la edición de febrero de The Astrophysical Journal.

El equipo científico de Gallagher consiste de Pat Durrell (Universidad Estatal de Youngstown), Debra Elmegreen (Vassar College), Rupali Chandar (Universidad de Toledo), Jayanne English (Universidad de Manitoba), Jane Charlton, Caryl Gronwal, y Jason Young (Universidad Estatal de Pennsylvania), Panayiotis Tzanavaris (Centro de Vuelos Espaciales Goddard, de la NASA), Kelsey Johnson (Universidad de Virginia), Claudia Mendes de Oliveira (Universidad de São Paulo), Brad Whitmore (STScI), Ann Hornschemeier (Centro de Vuelos Espaciales Goddard, de la NASA), Aparna Maybhate (STScI), y Ann Zabludoff (Universidad de Arizona).

Más información en:

http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2010/08/