Nuevas observaciones han arrojado luz sobre las galaxias que continuamente reciclan inmensos volúmenes de gas hidrógeno y elementos pesados, permitiéndoles construir sucesivas generaciones de estrellas.
Este reciclado activo evita que algunas galaxias vacíen sus ‘depósitos de combustible’ y extiende su época de formación estelar a lo largo de 10 000 millones de años. Tres estudios publicados en el actual ejemplar de la revista Sciencehan investigado los distintos aspectos del fenómeno de reciclaje del gas, basando sus conclusiones en una serie de observaciones del Telescopio Hubble de la NASA. Los datos procedentes de grandes telescopios terrestres en Hawái, Arizona y Chile también contribuyeron a los estudios, midiendo las propiedades de las galaxias.
Formación estelar © by Jeff McNeill
“En un estudio de las afueras de 42 galaxias con el Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos (COS) a bordo del Telescopio Espacial Hubble, detectamos grandes halos ubicuos de oxígeno ionizado alrededor de galaxias en proceso de formación estelar; encontramos mucho menos oxígeno ionizado alrededor de galaxias con poca o ninguna formación estelar”, dicen los investigadores en uno de los artículos, liderado por Jason Tumlinson del Instituto Científico del Telescopio Espacial en Baltimore.
Halos de gas caliente
Las observaciones de COS de estrellas lejanas demuestran que una gran masa de nubes atraviesa el halo gigante de nuestra Vía Láctea, aumentando la actual formación estelar.
Estas nubes de hidrógeno caliente están a menos de 20 000 años luz del disco de la Vía Láctea y contienen suficiente material para crear 100 millones de soles. Parte de este gas es material reciclado, que continuamente se ve repuesto mediante la formación estelar y la energía explosiva de novas y supernovas, las cual mandan el gas químicamente enriquecido de vuelta al halo.
Las observaciones de COS también muestran halos de gas rodeando galaxias en un vigoroso proceso de formación estelar. Estos halos, ricos en elementos pesados, se extienden hasta 450 000 años luz más allá de las partes visibles de los discos galácticos.
La cantidad de masa de elementos pesados descubierta en zonas alejadas de la galaxias resultó una sorpresa. COS midió 10 millones de masas solares de oxígeno en un halo galáctico, el cual se corresponde con, aproximadamente, mil millones de masas solares de gas – tanto como en todo el espacio interestelar en el disco de una galaxia.
“Con el nuevo espectrógrafo podemos ver halos galácticos hasta, al menos, 150 000 pársecs (un kilopársec es aproximadamente 30 billones de kilómetros)”, dice el autor de uno de los estudios, Todd Tripp de la Universidad de Massachusetts en E.E.U.U. “Donde una vez sólo vimos el marco de trabajo, ahora estamos logrando una descripción más completa, incluyendo la composición y movimiento de los gases en la envoltura, temperaturas variables en distintas posiciones y la estructura química, todo con increíble detalle”.
El gas escapa para siempre
Los investigadores también han encontrado que este gas está casi ausente en las galaxias que han detenido su formación estelar. En estas galaxias, el proceso de ‘reciclado’ inicia un rápido estallido de nacimiento estelar, el cual puede desperdigar el combustible restante, básicamente desactiva una posterior actividad de nacimiento estelar.
Esto es prueba de que el gas expulsado de una galaxia, más que el atraído desde el espacio intergaláctico, determina el destino de una galaxia. Las observaciones de Hubble demuestran que esas galaxias que forman estrellas a un ritmo muy rápido, tal vez de cien masas solares por año, pueden lanzar gas a dos millones de grados muy lejos en el espacio intergaláctico a velocidades de hasta 3 millones de kilómetros por hora. Esto es lo bastante rápido para que el gas escape para siempre y nunca vuelva a ser combustible de la galaxia madre.
Transportar una gran masa
Aunque se conocen desde hace algún tiempo los ‘vientos’ de gas caliente procedentes de las galaxias, las nuevas observaciones de COS revelan que los flujos calientes hacia el exterior se extienden a distancias mucho mayores de lo que se pensaba con anterioridad, y pueden transportar una tremenda cantidad de masa fuera de la galaxia.
Parte del gas caliente se mueve más lentamente y, finalmente, podría ser reciclado. Las observaciones demuestran cómo las galaxias espirales ricas en gas en proceso de formación estelar, pueden evolucionar hacia galaxias elípticas sin formación estelar.
La luz emitida por este plasma caliente es invisible, por lo que los investigadores usaron COS para detectar la presencia del gas mediante la forma en que absorbe ciertos colores de los quásares que tiene tras él Los quásares son los objetos más brillantes del universo y son los luminosos núcleos de galaxias activas que contienen agujeros negros centrales activos.
Faros lejanos
Los quásares sirven como lejanos faros que iluminan a través de la ‘niebla’ rica en gas del plasma caliente que rodea las galaxias. En longitudes de onda ultravioleta, COS es sensible a la presencia de elementos pesados, tales como nitrógeno, oxígeno y neón.
La alta sensibilidad de COS permite que se estudien muchas galaxias que, da la casualidad, están delante de quásares mucho más lejanos. Los elementos pesados ionizados son marcadores para estimar cuánta masa hay en el halo galáctico.
“Al detectar iones de neón encontramos que hay gran cantidad de gas a varios cientos de miles de kelvin, algo que nunca antes habíamos sido capaces de ver de forma inequívoca”, dice Tripp. “Esto indica que podemos caracterizar la distribución total de masa de la envoltura, fijando restricciones más precisas en las temperaturas globales. Ahora podemos acceder a iones más diversos, y tenemos una nueva herramienta para medir si el material se está calentando o enfriando. Estamos logrando una nueva visión”.
Fuente: Ciencia Kanija - COSMOS Magazine
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