domingo, 13 de noviembre de 2011

Astronomía - Galaxias enanas con arranques de formación estelar en el Universo primitivo


Usando su visión infrarroja para ver nueve mil millones de años en el pasado, el Telescopio Espacial Hubble ha descubierto una extraordinaria población de pequeñas y jóvenes galaxias que están rebosantes de formación estelar.

18 galaxias rebosantes de formación estelar, descubiertas por el Hubble en la región GOODS. Crédito: NASA, ESA, A. van der Wel, H. Ferguson, A. Koekemoer, equipo CANDELS.

Las galaxias están produciendo estrellas a tal ritmo que la cantidad de estrellas en ellas se doblaría en sólo 10 millones de años. En comparación, la Vía Láctea ha tardado mil veces más en doblar su población estelar.

Estas galaxias enanas recientemente descubiertas son aproximadamente cien veces más pequeñas que la Vía Láctea. Sus ritmos de formación de estrellas son extremadamente altos, incluso para el Universo joven, cuando la mayoría de las galaxias estaban formando estrellas a ritmos más altos que en la actualidad. Han aparecido en las imágenes del Telescopio Espacial Hubble NASA/ESA debido a que la radiación de las jóvenes y calientes estrellas ha causado que el oxígeno del gas que las rodea se encienda como una señal fluorescente.

Los astrónomos creen que este rápido nacimiento estelar representa una fase importante en la formación de las galaxias enanas, el tipo de galaxia más común en el cosmos.

“Las galaxias han estado allí todo el tiempo, pero hasta hace poco los astrónomos han sido capaces sólo de estudiar pequeñas regiones del cielo con la sensibilidad necesaria para detectarlas”, dice Arjen van der Wel del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania, autor principal de un artículo que aparecerá en una próxima edición de Astrophysical Journal. “No estábamos buscando estas galaxias en específico, pero destacaban por sus colores inusuales”.

Las observaciones fueron parte de CANDELS (Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey), un ambicioso estudio de tres años destinado a analizar las galaxias más lejanas en el Universo. CANDELS es el primer censo de galaxias enanas en una época tan temprana en la historia del Universo.
“Además de las imágenes, Hubble ha capturado los espectros de un puñado de estas galaxias que nos muestran la detallada física de lo que está ocurriendo en su interior y confirma su naturaleza extrema de formación de estrellas”, dice la coautora Amber Straughn del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Estados Unidos.

Las observaciones de antiguas galaxias discrepan de los detallados estudios recientes de las galaxias enanas que actualmente orbitan la Vía Láctea.

“Estos estudios sugieren que la formación de estrellas fue un proceso relativamente lento, que se extendió a lo largo miles de millones de años”, explica Harry Ferguson del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Estados Unidos, codirector del estudio CANDELS. “El hallazgo de CANDELS, acerca de que hubo galaxias de aproximadamente el mismo tamaño formando estrellas a tasas muy rápidas en tiempos remotos, está forzándonos a re-examinar lo que creíamos saber acerca de la evolución de las galaxias enanas”.

El miembro del equipo Anton Koekemoer, también del STScI, quien produce las imágenes del Hubble para el estudio añade: “A medida que nuestras observaciones continúen, deberíamos encontrar muchas más de estas jóvenes galaxias y reunir más detalles sobre sus historias de formación estelar”.

El equipo CANDELS descubrió las 69 galaxias enanas jóvenes en imágenes en el infrarrojo cercano capturadas con la Cámara de Gran Angular 3 y la Cámara Avanzada para Sondeos del Hubble. Las observaciones se concentraron en dos regiones del cielo llamadas GOODS (Great Observatories Origins Deep Survey-South) y UKIDSS UDS (Ultra Deep Survey, parte del UKIRT Infrared Deep Sky Survey).

Las observaciones sugieren que las galaxias recientemente descubiertas fueron muy comunes hace 9.000 millones de años. Pero es un misterio el por qué las galaxias enanas recientemente encontradas estaban fabricando tal cantidad de estrellas a un ritmo tan alto. Las simulaciones de computador muestran que la formación de estrellas en pequeñas galaxias puede ocurrir por episodios. El gas se enfría y colapsa para formar estrellas. Entonces, las estrellas recalientan el gas mediante, por ejemplo, explosiones de supernova, las que arrastran el gas. Después de algún tiempo, el gas se enfría y vuelve a colapsar, produciendo un nuevo arranque de formación estelar, continuando con el ciclo.

“Aunque estas predicciones teóricas pueden proporcionar pistas para explicar la formación estelar en estas galaxias recientemente descubiertas, los ‘arranques’ observados son mucho más intensos que aquellos reproducidos por las simulaciones”, dice van der Wel.

El Telescopio James Webb de NASA/ESA/CSA, un observatorio infrarrojo programado para ser lanzado a finales de esta década, será capaz de estudiar estas tenues galaxias en una era anterior para ver el resplandor de las primeras generaciones de estrellas, proporcionando información detallada de la composición química de las galaxias.

“Con Webb, probablemente veremos incluso más de estas galaxias, tal vez incluso galaxias prístinas que están experimentando su primer episodio de formación estelar”, dice Ferguson. “Ser capaces de estudiar las galaxias enanas en el Universo primitivo nos ayudará a comprender la formación de las primeras estrellas y galaxias”.

Fuente: Cosmo Noticias - Space Telescope

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