NASA/ ESA/ S. Farrell (University of Sydney, Australia & University of Leicester, RU)

Astrónomos que usan el telescopio espacial Hubble, de las agencias espaciales NASA y ESA, han descubierto un cúmulo de jóvenes estrellas azules que rodean a un agujero negro de tamaño intermedio denominado HLX-1. El descubrimiento sugiere que el agujero negro se formó en el núcleo de una galaxia enana ahora desintegrada. Los resultados tienen implicaciones importantes para entender la evolución de los agujeros negros supermasivos y de las galaxias.

Los astrónomos saben cómo las estrellas masivas colapsan para formar agujeros negros pequeños de unas pocas masas solares. Sin embargo, no está claro cómo los agujeros negros supermasivos, que pueden tener masas de millones o incluso miles de millones de veces la del Sol, se forman en los núcleos de las galaxias. Una idea es que los agujeros negros supermasivos se puede acumular a través de la fusión de agujeros negros pequeños y medianos, un punto de vista que apoyaría el nuevo estudio con el Hubble.

Sean Farrell, del Instituto de Astronomía de Sydney en Australia y de la Universidad de Leicester, en el Reino Unido, descubrieron un agujero negro mediano en 2009 con el telescopio espacial de rayos X XMM-Newton  de la Agencia Espacial Europea (ESA).

Los agujeros negros pueden ser vistos utilizando rayos X debido a la radiación procedente de la materia que se calienta a medida que se arremolina alrededor del agujero negro y cae en él . Este fenómeno es conocido por los astrónomos como un disco de acreción.

Conocido como HLX-1 (fuente hiperluminosa 1 de rayos X ), este agujero negro tiene una masa de alrededor de 20 000 veces la del Sol y se encuentra en el borde de la galaxia ESO 243-49, que está a 290 millones de años luz de la Tierra.

Ahora, el equipo de Farrell ha estudiado el HLX-1 en luz ultravioleta, visible e infrarroja con el Hubble y, al mismo tiempo, en rayos X con el satélite Swift de NASA/ STFC/ ASI .

“Para una fuente única necesitábamos un telescopio único”, explica Mathieu Servillat, segundo autor del estudio. “El Hubble proporciona tal precisión en sus imágenes que nos ayudó a entender el origen y el ambiente de este agujero negro de masa intermedia”.

Debido a que HLX-1 está a alrededor de 290 millones de años luz de distancia, es demasiado lejos para que el Hubble pueda medir estrellas individuales alrededor del agujero negro. Sin embargo, una gran parte puede deducirse de la luz que viene de él. Las imágenes del Hubble de la región muestran un exceso de luz roja, que no puede explicarse sólo por las emisiones del disco de acreción. El equipo llega a la conclusión que esta luz es evidencia de un cúmulo de estrellas calientes que rodean el agujero negro tal como el brillo y el color de la luz son similares a los de los cúmulos de estrellas en galaxias cercanas.

“Lo que definitivamente se puede decir con los datos del Hubble”, dice Farrell, “es que se requiere tanto la emisión de un disco de acreción como la emisión de una población estelar para explicar los colores que vemos”.

La existencia de un cúmulo de estrellas alrededor del agujero negro, a su vez, da pistas sobre de dónde este agujero negro de masa intermedia podría haber venido, y por qué se encuentra en su actual ubicación, en la galaxia ESO 243-49.

“El hecho que haya un cúmulo muy joven de estrellas indica que el agujero negro de masa intermedia podría haberse originado como el agujero negro central de una galaxia enana de muy baja masa”, explica Farrell. “La galaxia enana fue tragada por la galaxia más masiva”.

A medida que la galaxia enana fue destrozada, el agujero negro, con algo de su material circundante, habría sobrevivido.

El futuro del agujero negro es incierto en este momento. Depende de su trayectoria, que es actualmente desconocida. Es posible que el agujero negro se vaya aproximando en trayectoria espiral hacia el centro de la galaxia ESO 243-49 y se funda con el agujero negro supermasivo que allí existe. Por otra parte, el agujero negro podría establecerse en una órbita estable alrededor de la galaxia. De cualquier manera, es probable que se desvanezca en rayos X, a medida que se reduzca el suministro de gas.

El equipo tiene más observaciones programadas este año para realizar un seguimiento de la historia de la interacción entre las dos galaxias.

Los nuevos hallazgos se publican en la edición del 15 de febrero del Astrophysical Journal.

Más información en:

http://www.spacetelescope.org/

D. Kruijssen, MPA

Nuestra galaxia, la Vía Láctea, está rodeada por unos 200 grupos compactos de estrellas, que contienen hasta un millón de estrellas cada uno. Estos cúmulos globulares son casi tan antiguos como el Universo mismo y poseen información valiosa sobre cómo eran las primeras generaciones de estrellas y galaxias. Ahora, un equipo de astrónomos de Alemania y Holanda han llevado a cabo un nuevo tipo de simulación por computadora que se centró en cómo nacieron – y se encuentran con que estos gigantescos cúmulos de estrellas son los únicos sobrevivientes de un a masacre que data de 13 mil millones años de edad y que destruyó muchos de sus hermanos más pequeños. El nuevo trabajo, dirigido por el doctor Diederik Kruijssen del Instituto Max Planck para Astrofísica, en Garching, Alemania, aparece en un artículo publicado en la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society.

Los cúmulos globulares de estrellas tienen una característica notable: el número típico de estrellas que contienen parece ser aproximadamente el mismo en todo el Universo. Esto contrasta con los cúmulos estelares mucho más jóvenes que pueden contener cualquier número de estrellas, de menos de un centenar a varios miles. El equipo de científicos propone que esta diferencia puede explicarse por las condiciones en que los cúmulos globulares se formaron a principios de la evolución de sus galaxias anfitrionas.

Los investigadores realizaron simulaciones de galaxias en colisión y aislados, en las que incluyeron un modelo de formación y destrucción de cúmulos estelares. Cuando las galaxias colisionan, a menudo se generan espectaculares estallidos de formación estelar (“starburst”) y una gran cantidad de cúmulos estelares brillantes jóvenes, de diferentes tamaños. Como resultado se pensaba siempre que el número total de cúmulos estrellas aumentaba durante esos estallidos. Sin embargo, el equipo holando-alemán encontró el resultado opuesto en sus simulaciones.

Mientras que los cúmulos más grandes y brillantes eran en verdad capaces de sobrevivir a la colisiones de galaxias, debido a su propia atracción gravitatoria, numerosos cúmulos más pequeños eran efectivamente destruidos por las fuerzas gravitatorias cambiantes que, en general, ocurren durante los estallidos. Después que el estallido había terminado, los investigadores se sorprendieron al ver que sólo los cúmulos con un gran número de estrellas habían sobrevivido. Estos cúmulos tenían todas las características que cabe esperar de una población joven de cúmulos globulares, tal como se habrán visto hace 11 mil millones de años.

El Dr. Kruijssen comenta: “Es irónico ver que estallidos de formación estelar  pueden producir muchos cúmulos estelares jóvenes, pero al mismo tiempo, también destruyen la mayoría de ellos. Esto ocurre no sólo en las colisiones de galaxias, sino que debe esperarse en cualquier ambiente de estallido de formación estelar. En los inicios del Universo, los estallidos eran comunes, por lo tanto, tiene perfecto sentido que todos los cúmulos globulares tienen aproximadamente el mismo número grande de estrellas. Sus hermanos más pequeños, que no contenían tantas estrellas, estaban condenados a ser destruidos “.

Según las simulaciones, la mayoría de los cúmulos estelares fueron destruidos poco después de su formación, cuando el ambiente galáctico todavía era muy hostil a los cúmulos jóvenes. Después que este episodio terminó, los cúmulos globulares que sobrevivieron han permanecido quietos hasta hoy.

Los investigadores tienen nuevas sugerencias para poner a prueba sus ideas. El Dr. Kruijssen continúa: “En el Universo cercano, hay varios ejemplos de galaxias que han experimentado recientemente grandes explosiones de formación estelar. Por lo tanto, debería ser posible ver a la rápida destrucción de pequeños cúmulos estelares en plena acción. Si se encuentra esto en  nuevas observaciones, se confirmará nuestra teoría sobre el origen de los cúmulos globulares”.

Las simulaciones sugieren que la mayoría de los rasgos de un cúmulo globular se establecieron cuando se formó. El hecho que los cúmulos globulares sean comparables en todas partes, indica que los ambientes en los que se formaron fueron muy similares, independientemente de la galaxia en la que actualmente residen. En ese caso, el Dr. Kruijssen cree, que pueden ser utilizados como fósiles para arrojar más luz sobre las condiciones en que nacieron las primeras estrellas y galaxias.

Más información en:

http://www.mpa-garching.mpg.de/

Antonela Monachesi - HST (NASA?ESA)

El método desarrollado permite desentrañar la historia de la formación estelar (HFE) en las galaxias a partir del color y el brillo de sus estrellas individuales. Gracias a este procedimiento se ha logrado descifrar la HFE de la galaxia M32, una de las dos únicas galaxias elípticas enanas del Grupo Local, donde se encuentra la Vía Láctea.

Realizar ‘estudios demográficos’ en poblaciones de estrellas de otras galaxias no es una tarea fácil. ¿Cuántas estrellas se han formado a lo largo de la vida de una galaxia? ¿Cómo saber la edad, masa y abundancia química de estas estrellas observándolas en la distancia? ¿De qué forma se distribuyen estos habitantes estelares dentro de la población de la galaxia? Los investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y el Departamento de Astrofísica de la Universidad de La Laguna (ULL) Sebastián Hidalgo y Antonio Aparicio han desarrollado un método que permite desentrañar la historia de la formación estelar (HFE) en las galaxias a partir de dos variables de sus estrellas individuales: su brillo (magnitud) y su color.

“Si aplicáramos los principios de la demografía a la astrofísica, estudiar poblaciones estelares supondría analizar de qué forma y en qué número viven las personas en una ciudad o país a lo largo de toda su historia. Lo que estudiamos en esta ocasión es cuántas personas nacen [número de estrellas], con qué peso [masa] y con qué color de ojos [abundancia química] desde que se fundó la ciudad [galaxia] hasta hoy en día. Además, también investigamos cómo se distribuyen estas personas en el territorio: si las más viejas viven en el centro o en el extrarradio, por ejemplo”, explica Hidalgo.

Las dos variables clave para este análisis son la magnitud o brillo y el color. La relación entre el color de una estrella y su magnitud no es arbitraria. Depende fundamentalmente de tres factores: la masa, la edad y la abundancia química. “Nuestra labor consiste en obtener el diagrama color-magnitud de las galaxias cercanas y compararlo con los diagramas del mismo tipo que se obtienen de los modelos teóricos de evolución estelar”, concreta el investigador del IAC.

De esta comparación entre ambos diagramas color-magnitud se obtienen finalmente las edades y abundancias químicas de las estrellas que se formaron en esa galaxia. “Es decir, desentrañamos cuántas estrellas se formaron a lo largo de toda la vida de la galaxia y con qué abundancia química: su historia de formación estelar o HFE”, resume Hidalgo.

La astrofísica Antonela Monachesi, que en la actualidad trabaja en el Departamento de Astronomía de la Universidad de Michigan (EE UU), aplicó el método desarrollado por los investigadores del IAC para descifrar la HFE de la galaxia M32, una de las dos únicas galaxias elípticas enanas pertenecientes al Grupo Local, el grupo de galaxias en el que se encuentra la Vía Láctea. Gracias a esta colaboración se ha obtenido la primera HFE de M32, como ha publicado recientemente The Astrophysical Journal.

Para Hidalgo, “el estudio de M32 es importante porque, entre otras cuestiones, puede ayudarnos a comprender cómo evolucionan las galaxias elípticas mayores que se encuentran mucho más distantes [la más cercana está a unos 11 millones de años luz] y de las que no podemos obtener la magnitud y el color de sus estrellas menos brillantes, necesarias para conocer la HFE a lo largo de toda la vida de la galaxia”.

Con este trabajo se han detectado por primera vez y de forma inequívoca estrellas más jóvenes de 2.000 millones de años. Las conclusiones del estudio señalan también que el 40% de la masa de M32 se formó hace entre 2.000 y 5.000 millones de años y que aproximadamente el 55% de su masa se formó hace más de 5.000 millones de años, con una abundancia química relativamente menor que la anterior. El resto son estrellas jóvenes.

“Este resultado es muy interesante porque hasta ahora se pensaba que las galaxias elípticas estaban formadas fundamentalmente por estrellas muy viejas con muy poca contribución o ninguna de estrellas más jóvenes. Los resultados de M32 apuntan a que al menos las galaxias elípticas enanas sí poseen una contribución importante de estrellas jóvenes. Si las galaxias elípticas enanas son el mismo objeto que las galaxias elípticas mayores pero con menor masa, entonces las galaxias elípticas mayores también podrían albergar una importante población de estrellas de edades intermedias y jóvenes”, apunta.

Las hipótesis que manejan los investigadores sobre la formación de este sistema es que fuera una galaxia elíptica de baja luminosidad o bien una galaxia espiral cuyo bulbo [grupo central de estrellas de la galaxia que constituye lo que se observa en la actualidad] sobrevivió a una interacción dinámica con M31, la galaxia más cercana.

A pesar de que M32 se encuentre a 2,6 millones de años luz, mucho más cerca que las galaxias elípticas gigantes, su observación no es sencilla. Se trata de un objeto muy compacto: sus estrellas aparecen tan juntas que son difíciles de distinguir entre sí.

Cálculos en red

Los investigadores del IAC desarrollaron programas informáticos para poder aplicar su método estadístico. Aunque el proceso puede llevar ingentes cantidades de cálculos, cualquier ordenador personal sirve para realizarlos. “Debido a que hay que realizar muchos cálculos, usamos la red de ordenadores del IAC, unos 400, para obtener los resultados de forma más rápida. Si usásemos un solo ordenador, nos llevaría unos 50 años obtener los resultados”, dice el astrofísico.

El método desarrollado por Hidalgo y Aparicio se ha aplicado a otras galaxias cercanas en colaboración con otras instituciones astronómicas repartidas por todo el mundo: el Instituto Astronómico Kapteyn (Groningen, Holanda); la Universidad de Laval (Quebec, Canadá); el Departamento de Astronomía de la Universidad de Michigan (Ann Arbor, EE UU); el Instituto de Astronomía de la Universidad de Edimburgo (Edimburgo, Reino Unido); el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Waterloo (Waterloo, Canadá), el Observatorio Astronómico de la Universidad de Vilna (Vilna, Lituania); y el Departamento de Astronomía y Meteorología de la Universidad de Barcelona.

Tucana, Cetus, LGS-3, Phoenix, Leo-A, IC1613, NGC5102, M33 y M32 son algunas de las galaxias cercanas sobre las que se ha aplicado este método de investigación. En 2011 los investigadores del IAC iniciaron también una colaboración con miembros del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Pekín y con el Observatorio Nacional Astronómico de Japón para el uso de los códigos descritos con datos del telescopio Subaru, de 8,2 metros de diámetro, situado en Hawái.

Más información en:

http://www.iac.es/

R. Jay GaBany (Blackbird Observatory) en colaboración con David Martínez-Delgado (MPIA)

Por primera vez, los astrónomos han captado una galaxia enana en el proceso de tragar otra galaxia aún más pequeña. Si estas fusiones son importantes para la evolución de las galaxias más pequeñas, ha sido objeto de debate entre los teóricos. Ahora, gracias a la investigación por dos grupos independientes, incluyendo a David Martínez-Delgado y Michelle Collins, investigadores del Instituto Max Planck para Astronomía, MPIA, de Alemania, existe evidencia empírica que las fusiones se producen. Los análisis se basan en imágenes profundas de  telescopios de tamaño modesto, en un ejemplo de colaboración exitosa entre astrónomos aficionados y profesionales.

En el ampliamente aceptado modelo jerárquico de la evolución de las galaxias, gran parte del crecimiento galáctico involucra actos de canibalismo y fusiones a gran escala: las galaxias pre-existentes más pequeñas sucesivamente se unen en piezas más grandes, hasta que se forman las galaxias grandes, del tamaño de la Vía Láctea o incluso mayores . Pero antes que las galaxias y sus estrellas pueden fusionarse, las estrellas deben formarse en primer lugar.

Se cree que esto sucede por recolección de gas para formar regiones más densas bajo la influencia de su propia gravedad; una vez que se alcanza una densidad crítica, las estrellas nacen. Es concebible que las galaxias más pequeñas, denominadas galaxias enanas, podría formarse directamente de esta manera y podrían crecer más a medida que incorporasen nuevo gas de su entorno, procesando el nuevo material en estrellas. De esta manera, habría crecimiento sin la necesidad de fusiones. Y, de hecho, hasta ahora, no se habían observado este tipo de concentraciones.

Ahora, dos grupos independientes de investigadores, uno dirigido por David Martínez-Delgado, del MPIA, y el otro por Michael Rich, de la UCLA, han identificado el primer caso confirmado de una fusión de galaxias entre galaxias muy pequeñas. Ellos encontraron evidencia convincente que una compañera pequeña de la galaxia enana NGC 4449, en la constelación Canes Venatici, identificada por primera vez en 2007, es, de hecho, otra galaxia enana más pequeña en proceso de ser quebrada por su vecina, más grande, antes de ser tragada.

Martínez-Delgado dice: “Numerosos modelos predicen que las enanas deben comer enanas, pero este es el primer ejemplo claro de un tal festín realmente observado. Hemos encontrado una pieza clave del rompecabezas de la evolución de las galaxias. También, el hecho que NGC 4449 está muy cerca de nosotros muestra que los procesos de este tipo se siguen produciendo. Hay que tenerlos en cuenta si queremos describir nuestro vecindario cósmico”.

Michelle Collins, de MPIA,  quien trabajó con Michael Rich en el análisis de la forma de la galaxia enana, añade: “Saber cómo luce una galaxia enana a medio digerir debería ayudarnos a encontrar ejemplos adicionales de enanas comiendo enanas. Encontrando un buen número de ejemplos deberá poner a nuestros modelos. de las primeras etapas de crecimiento de la galaxias, sobre una base firme o mostrarnos qué nos está faltando”.

Las estimaciones de masa de la enana distorsionada sugieren que contiene cantidades significativas de materia oscura, que no emite luz y sólo interactúa con la materia ordinaria, atómica, a través de la gravedad. Si es así, esta pareja podría ser una rara visión de una “fusión sigilosa” – la fusión de una galaxia con un objeto de bajo brillo que es difícil de observarse directamente, pero que, debido a su gran masa, pueden tener una influencia importante en la forma, tamaño y dinámica de la galaxia receptora.

Los exámenes de ambos grupos de las propiedades básicas de la galaxia enana más pequeña fueron realizados con instrumentos de modesta escala, en colaboración con astrónomos aficionados: Rich et al. utilizaron el telescopio Saturn Lodge de 0,7 m en los terrenos de la Asociación Observatorio Polaris para observar de mayo a junio de 2011, mientras que Martínez-Delgado et al. utilizaron el telescopio de 0,5 m  de Jay Gabany, en el Observatorio Black Bird para observar entre abril de 2010 y enero de 2011. Martínez-Delgado et al. realizaron un seguimiento con observaciones detalladas utilizando el telescopio Subaru en Hawai, en enero de 2011, obteniendo imágenes en las que se resuelve la bruma de la galaxia más pequeña en estrellas separadas.

El trabajo de Rich et al. aparece en la edición del 9 de febrero de 2012 de la revista Nature. El trabajo de Martínez-Delgado et al. está en prensa en el Astrophysical Journal Letters.

Más información en:

http://www.mpia.de/

NASA & ESA

El telescopio espacial Hubble, de la NASA y de la ESA,  ha tomado una foto de la galaxia espiral barrada NGC 1073, que se encuentra en la constelación de Cetus (el monstruo marino). Nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, es una espiral barrada similar y el estudio de las galaxias como NGC 1073 ayuda a los astrónomos obtener más información sobre nuestro hogar celeste.La mayoría de las galaxias espirales en el Universo tiene una estructura de barra en su centro y la imagen del Hubble de NGC 1073 ofrece una visión muy clara de una de ellas. Las barras llenas de estrellas de la galaxias se cree que surgen como ondas gravitacionales de densidad fluyen gas hacia el centro galáctico, suministrando material para crear nuevas estrellas. El transporte de gas también se puede alimentar a los agujeros negros supermasivos que se esconden en los centros de casi todas las galaxias.

Algunos astrónomos han sugerido que la formación de una estructura como barra central podría indicar el paso de una galaxia espiral de intensa formación estelar a su edad adulta, pues las barras a aparecen con más frecuencia en las galaxias llenas de viejas estrellas rojas en lugar de estrellas azules, más jóvenes. Esta idea también da cuenta de la observación que, en los inicios del Universo, sólo una quinta parte de las galaxias espirales contenían barras, mientras que más de dos tercios las poseen en el cosmos más actual.

Mientras que la imagen del Hubble de NGC 1073 es, en algunos aspectos, un retrato arquetípico de una espiral barrada, hay un par de peculiaridades que cabe destacar.

Una de ellas, irónicamente, es casi invisible - aunque no del todo –  a los telescopios ópticos, como el Hubble. En la parte superior izquierda de la imagen, una pseudo estructura de formación de estrellas en forma de anillo esconde una brillante fuente de rayos X. Llamada IXO 5, esta fuente de rayos X es probable que sea un sistema binario con un agujero negro y una estrella que orbitan entre sí. Al comparar observaciones en rayos X de la nave espacial Chandra con esta imagen del Hubble, los astrónomos han reducido la posición de IXO 5 a una de dos estrellas débiles visibles aquí. Sin embargo, las observaciones en rayos X con los instrumentos actuales no son lo suficientemente precisas como para determinar de manera concluyente cuál de los dos es.

Sin embargo, la imagen del Hubble no sólo nos habla de una galaxia en nuestro propio vecindario cósmico. También podemos distinguir destellos de objetos mucho más distantes, cuya luz nos habla de épocas anteriores en la historia cósmica.

Justo a través del campo de visión del Hubble, las galaxias más distantes están mirando a través de NGC 1073, con varios ejemplos rojizo que aparecen claramente en la parte superior izquierda de la imagen.

Más intrigante aún, tres de los brillantes puntos de luz en esta imagen no son estrellas de primer plano de la Vía Láctea, ni tampoco estrellas distantes en NGC 1073. En realidad no son estrellas. Ellos son cuásares, fuentes de luz increíblemente brillante causada por materia calentándose y cayendo en el agujero negro supermasivo en galaxias, literalmente, a miles de millones de años-luz de nosotros.La alineación por azar, a través de NGC 1073, y su increíble brillo, puede hacer que se vean como si fueran parte de la galaxia pero, en realidad, son algunos de los objetos más distantes en el Universo observable.

Más información en:

http://www.spacetelescope.org/

Mark Crockett

Se piensa que en el centro de toda galaxia habita un agujero negro, algunos con masas de miles de millones de veces la del Sol y, por lo tanto, fuertes tirones gravitatorios que alteran el material que les rodea. Que se había pensado para impedir el nacimiento de estrellas, pero ahora un equipo internacional de astrónomos que estudian la cercana galaxia Centaurus A se ha encontrado todo lo contrario: un agujero negro que parece ayudar a la formación de estrellas. El equipo, dirigido por el Dr. Stanislav Shabala, de la Universidad de Tasmania; el Dr. Mark Crockett, de la Universidad de Oxford; y el Dr. Sugata Kaviraj, del Imperial College de Londres, publican sus resultados en la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society.

Los agujeros negros en el centro de las galaxias se ‘encienden’ de tanto en tanto, conduciendo el material que les rodea hacia flujos que salen y pueden extenderse por millones de años luz. Los flujos se abren paso a través del gas galáctico, comprimiéndolo, calentándolo y empujándolo fuera de su camino. Gran parte de este gas es la materia prima con que están hechas las estrellas, por lo que estos flujos afectan de manera significativa la formación de estrellas en las galaxias que los albergan.

Los astrónomos utilizaron la cámara Gran Angular 3 (WFC3)  del telescopio espacial Hubble para estudiar las regiones del centro de Centaurus A, catalogada como NGC 5128, una galaxia brillante a 13 millones de años luz de distancia, en la dirección de la constelación austral de Centaurus. En luz visible, un prominente cinturón de polvo puede verse atravesando toda la galaxia y, cuando se observa en rayos X y ondas de radio, tiene chorros que se extienden hasta un millón de años luz del agujero negro central.

Con la WFC3, los científicos dieron una mirada cercana al ‘filamento interior’, una región situada cerca del flujo que es una fuente de luz ultravioleta y de emisión de rayos X, además de ser brillante en luz visible. Utilizando las imágenes del Hubble, el equipo fue capaz de trazar la historia de formación estelar de los filamentos con una precisión sin precedentes.

Ellos encontraron que la punta del filamento más cercana al flujo contiene estrellas jóvenes, las edades de las cuales son similares al tiempo transcurrido desde el  ’encendido’ del flujo, pero que no hay estrellas jóvenes más allá, en el filamento. Esto es exactamente lo que se espera de un flujo superando una nube de gas asentada en su camino.

Las partes centrales más densas de la nube se comprimen y colapsan para formar estrellas, mientras que el gas en las afueras escapa de la punta del filamento, como le ocurre a una pila de hojas del otoño por el viento.

El Dr. Shabala comenta: “Esta mejora en la formación de estrellas por parte del flujo debe haber sido aún más importante cuando el Universo era más joven, donde los densos cúmulos de gas eran mucho más comunes. Nuestro estudio destaca la necesidad de considerar el papel ‘positivo’ de la retroalimentación de los flujos en nuestro paradigma actual de formación de galaxias. Añade una pieza nueva y emocionante al gran rompecabezas de entender cómo las galaxias llegaron a ser como son hoy”.

Más información en:

http://www.ras.org.uk/

ESO, APEX (MPIfR/ESO/OSO), A. Weiss et al., NASA Spitzer Science Center

Utilizando el telescopio APEX, un equipo de astrónomos ha encontrado la relación más evidente encontrada hasta el momento entre los estallidos más potentes de formación estelar en el Universo temprano y las galaxias más masivas encontradas en la actualidad. Las galaxias, floreciendo con drásticos estallidos estelares en el Universo temprano, fueron testigo de la abrupta interrupción del nacimiento de estrellas, dejándolas con el aspecto actual: galaxias masivas — pero pasivas — con estrellas viejas. Los astrónomos también tienen un posible culpable para el repentino final de los estallidos de formación estelar: el nacimiento de agujeros negros supermasivos.

Los astrónomos han combinado observaciones de la cámara LABOCA operada por ESO en el telescopio de 12 metros Atacama Pathfinder Experiment (APEX), con medidas llevadas a cabo por el telescopio VLT de ESO, y el telescopio espacial Spitzer de la NASA, entre otros, para observar la forma en que estas brillantes galaxias distantes se unen en grupos de cúmulos.

Cuanto más cerca se agrupan las galaxias, más masivos son sus halos de materia oscura  — la materia invisible que compone la mayor parte de la masa de las galaxias. Estos nuevos resultados son las medidas más precisas de cúmulos hechas nunca para este tipo de galaxia.

Las galaxias están tan lejos que su luz ha tardado alrededor de diez mil millones de años en llegar hasta nosotros, de manera que las vemos como eran hace alrededor de diez mil millones de años. En estas instantáneas del Universo temprano, las galaxias están viviendo el fenómeno más intenso de formación estelar conocido, el denominado estallido de formación estelar o starburst (en inglés).

Midiendo las masas de los halos de materia oscura que se encuentran alrededor de las galaxias, y utilizando simulaciones por computadora para estudiar cómo esos halos crecen con el paso del tiempo, los astrónomos vieron que esas galaxias distantes con estallidos de formación estelar  en el Universo temprano, con el tiempo se transforman en galaxias elípticas gigantes — las galaxias más masivas del Universo actual.

“Esta es la primera vez que hemos sido capaces de mostrar esta relación directa entre los estallidos de formación estelar más energéticos del Universo temprano, y las galaxias gigantes más masivas del Universo actual,” explica Ryan Hickox (Dartmouth College, EE.UU., y Universidad de Durham, Reino Unido), el investigador que lidera el equipo.

Además, las nuevas observaciones indican que los brillantes estallidos que tienen lugar en esas galaxias distantes  duran tan solo cien millones de años — un tiempo muy corto en términos cosmológicos — pese a lo cual, en ese breve lapso, son capaces de doblar la cantidad de estrellas en las galaxias. El repentino final de ese rápido crecimiento es otro episodio de la historia de las galaxias que los astrónomos aún no han terminado de entender.

“Sabemos que las estrellas masivas elípticas dejaron de producir estrellas de forma bastante abrupta hace mucho tiempo, y ahora son pasivas. Y los científicos se preguntan qué podría ser lo suficientemente poderoso como parar el estallido de formación estelar de toda una galaxia,” afirma Julie Wardlow (Universidad de California en Irvine, EE.UU. y Universidad de Durham, Reino Unido), miembro del equipo de investigación.

Los resultados del equipo proporcionan una posible explicación: en ese estadio de la historia del cosmos, los estallidos de formación estelar se agruparon de manera similar a los cuásares, indicando que se encuentran en los mismos halos de materia oscura. Los cuásares se encuentran entre los objetos más energéticos del Universo — balizas galácticas que emiten una intensa radiación, alimentada por un agujero negro supermasivo, en el centro.

Existe una creciente evidencia que sugiere que el intenso estallido de formación estelar también alimenta al cuásar proporcionando grandes cantidades de material al agujero negro. El cuásar, a su vez, emite poderosos estallidos de energía que, se cree, expulsan los restos de gas de la galaxia — la materia prima para la formación de nuevas estrellas — y esto, efectivamente pone fin a la fase de formación estelar.

“En resumen, los días de gloria de las galaxias en lo que a intensa formación estelar se refiere también son su condena, ya que alimentan al gigantesco agujero negro que se encuentra en su centro, el cual expulsa o destruye rápidamente las nubes de formación estelar,” explica David Alexander (Universidad de Durham, Reino Unido), miembro del equipo.

Más información en:

http://www.eso.org/

D. Lagattuta / W. M. Keck Observatory

Las galaxias como la Vía Láctea se cree que formaron durante miles de millones de años a través de la fusión de muchas galaxias más pequeñas. Como resultado, se espera que haya muchas pequeñas galaxias enanas esparcidos alrededor de la Vía Láctea. Sin embargo, muy pocas de estas diminutas galaxias reliquia han sido observadas, lo que ha llevado a los astrónomos a la conclusión que muchas de ellas deben tener muy pocas estrellas y pueden estar hechas  casi exclusivamente de materia oscura.

En un descubrimiento anunciado el 18 de enero de 2012, un equipo de investigadores que incluye un post-doctorado del Instituto Tecnológico de Massachussets, MIT, ha encontrado una galaxia enana oscura a alrededor de 10 mil millones de años luz de la Tierra. Es sólo la segunda de tales galaxias hasta ahora observadas fuera de nuestro Universo local, y es por mucho la más lejana.

La galaxia enana es un satélite, lo que significa que se aferra al borde de una galaxia más grande. ”Por varias razones, no logró formar muchas estrellas o ninguna y, por lo tanto, se quedó oscura”, dice Simona Vegetti, becaria Pappalardo del Departamento de Física del MIT y autora principal de un artículo científico sobre el trabajo que aparece en la edición en línea del 18  de enero de 2012  de la revista Nature.

Los científicos teorizan la existencia de materia oscura para explicar las observaciones que sugieren que hay mucha más masa en el Universo de la que se puede ver. Ellos creen que la materia oscura debe comprender un 25 por ciento de la masa del Universo, sin embargo, como las partículas que componen la materia oscura no absorben ni emiten luz, hasta ahora han demostrado que es imposible detectarlas e identificarlas.

Los modelos computarizados sugieren que la Vía Láctea debe tener alrededor de 10.000 galaxias satélite, pero sólo 30 han sido observadas. ”Podría ser que muchas de las galaxias satélite estén hechas de materia oscura, por lo que resultan esquivas para detectarlas, o puede haber un problema con la manera en que pensamos se forman las galaxias”, dice Vegetti.

En el nuevo estudio, Vegetti trabajó con su ex supervisor de doctorado, el profesor Leon Koopmans, de la Universidad de Groningen, Holanda, David Lagattuta y el profesor Christopher Fassnacht, de la Universidad de California en Davis; Mateo Auger, de la Universidad de California en Santa Bárbara y John McKean, del Instituto de Radioastronomía de Holanda.

El equipo se abocó a las galaxias más distantes en busca de satélites oscuros, utilizando un método llamado lente gravitacional. Para utilizar esta técnica, los investigadores encuentran dos galaxias alineadas unas con otras, vistas desde la Tierra. La galaxia más distante emite rayos de luz que son desviados por la galaxia más cercana (que actúa como una lente). Al analizar los patrones de rayos de luz desviada por la galaxia lente de primer plano, los investigadores pueden determinar si hay galaxias satélites agrupadas en torno a ella y medir cuán masivas son.

Los investigadores utilizaron el telescopio Keck, en Hawai, para hacer sus observaciones, tomando ventaja de una pieza especial de equipo óptico que ofrece las imágenes más nítidas del cielo. Ellos planean usar el mismo método para buscar más galaxias satélites en otras regiones del Universo, las cuales consideran que pueden ayudar a corroborar o a desafiar las predicciones de cómo se comporta la materia oscura.

“Ahora tenemos un satélite oscuro, pero supongamos que no encontramos suficientes de ellos, entonces, vamos a tener que cambiar las propiedades de la materia oscura”, dice Vegetti. ”O bien, podemos encontrar tantos satélites como vemos en las simulaciones y que nos diga que la materia oscura tiene las propiedades que pensamos que tiene”.

Por ejemplo, ya que la temperatura determina la masa y el número de satélites que se forman, puede ser necesario ajustar las estimaciones de la temperatura actual de la materia oscura si el número de satélites oscuros que se encuentra es menor al proyectado.

Más información en:

http://web.mit.edu/ & http://keckobservatory.org/

C. Fariña (UNLP &IALP-CONICET)

Las estrellas masivas se forman en gigantescas regiones HII y otras galaxias del Grupo Local ofrecen algunas de las mejores vistas de las más grandes. A pesar de estas ventajas, los ambientes con polvo de formación de estrellas presentan un desafío intrínseco, ya que bloquean la emergente la luz visible. Por lo tanto, las observaciones en el infrarrojo cercano (NIR) son valiosas, pues es luz de mayor longitud de onda, capaz de penetrar el polvo. Recientemente, Cecilia Fariña (Universidad Nacional de La Plata e IALP CONICET-, Argentina) y sus colaboradores aprovecharon estas ventajas, usando la cámara de infrarrojo cercano y espectrómetro (NIRI) de Gemini Norte para tomar profundas observaciones multi-banda de NGC 604, una gigantesca región de formación estelar en M33. NGC 604 es la segunda región gigante HII más luminosa en el Grupo Local, después de 30 Doradus.  Ella ofrece el contraste de la formación estelar ampliamente difundida a través de un área grande (~ 10.000 parsecs cuadrados o ~ 100.000 años luz cuadrados), en lugar de tener un centro concentrado.

El objetivo principal de este trabajo fue identificar probables objetos masivos estelares jóvenes. El equipo tuvo éxito al encontrar 68 candidatos, entre los que tenían exceso de emisiones infrarrojas. El material circumestelar emite la mayor parte del exceso de NIR, y la mayoría de los objetos estelares masivos jóvenes  sugeridos se encuentran sobre un fondo de (o posiblemente integrados en) emisión nebular. Significativamente, esta importante población de objetos pequeños apunta a una generación actual de formación de estrellas, además de la población de mayor edad del cúmulo principal central de NGC 604.

Para identificar y medir diferentes nudos de formación de estrellas a una distancia de 840 kpc (2700 años luz), el campo intrincado requiere una muy buena resolución angular. El equipo obtuvo las observaciones bajo buen seeing, con 0,35 segundo de arco de ancho completo a mitad del máximo  (FWHM) correspondiendo a alrededor de 1,5 pc (5 años-luz). El equipo también revisó las propiedades conocidas de las estrellas Wolf-Rayet y otras con líneas de emisión, teniendo en cuenta su posible contaminación de la muestra de exceso de NIR. El artículo ha sido aceptado para su publicación en The Astronomical Journal.

Más información en:

http://www.gemini.edu