El telescopio más poderoso para observar la luz de algunos de los objetos más fríos del universo, ALMA, ha detectado enormes reservas turbulentas de gas frío ocultas alrededor de galaxias de estallido estelar. El hallazgo, liderado por un grupo internacional de astrónomos, ha sido posible gracias a la primera identificación de moléculas CH+ que registran la energía que circula por la galaxia. Además, permite explicar cómo se extiende el período de rápida formación estelar.
Un equipo liderado por Edith Falgarone, científica del Ecole Normale Supérieure y del Observatorio de París (Francia), ha utilizado el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para detectar marcas de la molécula de hidruro de carbono CH+ en galaxias starburst, conocidas por sus brotes masivos y violentos de formación estelar. Los resultados, obtenidos gracias a las 66 antenas de alta precisión del telescopio situado en la Cordillera de los Andes, aparecen en la revista Nature.
El grupo ha identificado señales claras de CH+, una de las tres primeras moléculas descubiertas en el medio interestelar, en cinco de seis galaxias estudiadas a través de la obtención del espectro de cada una. Esta investigación entrega nueva información que ayuda a que los astrónomos entiendan el crecimiento de las galaxias y cómo impulsan sus alrededores la formación estelar.
“CH+ es una molécula especial. Necesita mucha energía para formarse y es muy reactiva, lo que significa que su vida es muy breve y que no puede ser transportada muy lejos. Por lo tanto, rastrea la forma en que la energía fluye en las galaxias y sus alrededores”, indica Martin Zwaan, astrónomo del Observatorio Europeo Austral (ESO) que ha contribuido en el trabajo.
La forma en la que el CH+ rastrea la energía puede entenderse por analogía a estar en un bote en un océano tropical durante una noche oscura, sin Luna. Cuando hay buenas condiciones, el plancton fluorescente puede iluminar el entorno del bote mientras navega. La turbulencia causada por el bote al deslizarse por las aguas, provoca que el plancton emita luz, lo cual revela la existencia de las regiones turbulentas en el agua oscura subyacente. Dado que el CH+ se forma únicamente en áreas pequeñas donde los movimientos turbulentos del gas se disipan, su detección esencialmente rastrea la energía en una escala galáctica.
Grandes reservas de gas frío y de baja densidad
El CH+ observado revela ondas de choque densas, impulsadas por vientos galácticos veloces y cálidos originados al interior de las regiones de formación estelar de las galaxias. Estos vientos fluyen a través de una galaxia, expulsando material de esta, pero sus movimientos turbulentos son tales que parte del material puede ser recapturado por la atracción gravitatoria de la galaxia misma. Este material se reúne en reservas turbulentas enormes de gas frío y de baja densidad, extendiéndose más de 30.000 años luz desde la región de formación estelar de la galaxia.
“Con el CH+ vemos que la energía se almacena dentro de grandes vientos del tamaño de una galaxia, y termina como movimientos turbulentos en reservas antes desconocidas de gas frío alrededor de la galaxia”, afirmó Falgarone, autor principal del nuevo artículo. “Nuestros resultados desafían la teoría de la evolución de la galaxia. Al impulsar la turbulencia en las reservas, estos vientos galácticos extienden la fase del estallido de formación estelar, en vez de extinguirla”.
El equipo determinó que los vientos galácticos no podrían por sí solos reponer las reservas gaseosas recientemente reveladas, y sugiere que la masa es proporcionada por fusiones galácticas o por la acreción de corrientes de gas ocultas, como predice la teoría actual.
“Este descubrimiento representa un gran paso adelante en nuestro entendimiento sobre cómo la afluencia de materia es regulada alrededor de las galaxias starburst más intensas del universo primitivo”, indicó el director de Ciencias de ESO, Rob Ivison, coautor del artículo. “Esto muestra lo que puede lograrse cuando científicos de distintas disciplinas se reúnen para aprovechar las capacidades de uno de los telescopios más poderosos del mundo”.
El gas procedente de las galaxias starburst acaba en una reserva turbulenta de gas frío (en color verde) que se extiende a 30.000 años luz de la región central. / ESO/L. Benassi
Referencia bibliográfica:
E. Falgarone et al. “Grandes reservas turbulentas de gas molecular frío alrededor de galaxias starburst con un alto desplazamiento al rojo”. Nature el día 30 de agosto de 2017.
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