Una gran corriente de marea observada en la galaxia sombrero


Galaxia del sombrero (M104). Crédito: Manuel Jiménez/Giuseppe Donatiello

Según los últimos modelos cosmológicos, las grandes galaxias espirales como la Vía Láctea crecieron absorbiendo galaxias más pequeñas, por una especie de canibalismo galáctico. Prueba de ello son las estructuras muy grandes, las corrientes estelares de marea, que se observan a su alrededor, que son los restos de estas galaxias satélite. Pero las historias completas de la mayoría de estos casos son difíciles de estudiar, porque estos flujos de estrellas son muy débiles, y solo se han detectado los restos de las fusiones más recientes.

Un estudio liderado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), con la participación del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha realizado observaciones detalladas de un gran flujo de marea alrededor de la galaxia del Sombrero, cuya extraña morfología aún no ha sido explicada definitivamente. Los resultados se publican hoy en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

La galaxia Sombrero (Messier 104) es una galaxia a unos treinta millones de años luz de distancia, que forma parte del Supercúmulo Local (un grupo de galaxias que incluye el cúmulo de Virgo y el Grupo Local que contiene la Vía Láctea). Tiene aproximadamente un tercio del diámetro de la Vía Láctea, y muestra las características de los dos tipos dominantes de galaxias en el Universo, las espirales y las elípticas. Tiene brazos espirales, y una protuberancia central brillante muy grande, lo que hace que parezca un híbrido de los dos tipos.

"Nuestro motivo para obtener estas imágenes muy profundas de la galaxia sombrero (Messier 104) fue buscar los restos de su fusión con una galaxia muy masiva. Esta posible colisión se sugirió recientemente sobre la base de estudios de la población estelar de su extraño halo obtenidos con el telescopio espacial Hubble", afirma David Martínez-Delgado, investigador del IAA-CSIC y primer autor del artículo que informa del trabajo.

Una imagen de la galaxia se muestra a la izquierda y una película de simulación que coincide con la ubicación actual del flujo se muestra a la derecha. Crédito: Denis Erkal (Universidad de Surrey, Reino Unido), David Martínez-Delgado (IAA-CSIC).

Las observaciones con el Hubble, en 2020, mostraron que el halo, una extensa y tenue región que rodea la galaxia del Sombrero, muestra muchas estrellas ricas en metales, elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. Esta es una característica típica de las nuevas generaciones de estrellas, que normalmente se encuentran en los discos de las galaxias, y son bastante inusuales en los halos galácticos, que están poblados por estrellas antiguas. Para explicar su presencia los astrónomos sugirieron lo que se conoce como 'una fusión húmeda', un escenario en el que una gran galaxia elíptica es rejuvenecida por grandes cantidades de gas y polvo de otra galaxia masiva, que entró en la formación del disco que ahora observamos.

"En nuestras imágenes no hemos encontrado ninguna evidencia que susme esta hipótesis, aunque no podemos descartar que pudiera haber ocurrido hace varios miles de millones de años, y los escombros ya están completamente disipados -explica David Martínez-Delgado-. En nuestra búsqueda, de hecho, hemos podido rastrear por primera vez la corriente de marea completa que rodea el disco de esta galaxia, y nuestras simulaciones teóricas nos han llevado a reconstruir su formación en los últimos tres mil millones de años, por el canibalismo de una galaxia enana satélite".

"Las técnicas observacionales en la astrofísica actual necesitan un procesamiento avanzado de imágenes. Nuestro modelado de las estrellas brillantes alrededor de la galaxia sombrero, y al mismo tiempo de la luz de halo de la propia galaxia nos ha permitido desvelar la naturaleza de esta corriente de marea. Es notable que gracias a estas técnicas fotométricas avanzadas hayamos podido hacer ciencia de primera línea con un objeto Messier utilizando solo un telescopio de 18 cm (de diámetro)", explica Javier Román, investigador postdoctoral del IAC y coautor del estudio.
Artist's conception of the tidal stream of the Sombrero galaxy (M104). Crédito: Jon Lomberg para el Stellar Tidal Stream Survey

El equipo de investigación rechaza la idea de que la gran corriente de marea estelar, conocida desde hace más de tres décadas, pueda estar relacionada con el evento que produjo la extraña morfología de la galaxia sombrero que, si fuera causada por una fusión húmeda, necesitaría la interacción de dos galaxias con grandes masas.

El trabajo ha sido posible gracias a la colaboración entre astrónomos profesionales y aficionados. "Hemos colaborado con el astrofotógrafo español Manuel Jiménez, que tomó las imágenes con un telescopio robótico de 18 centímetros de diámetro, y el conocido astrofotógrafo australiano David Malin, que descubrió esta corriente de marea en placas fotográficas tomadas en los años 90 del siglo pasado. Esta colaboración muestra el potencial de los telescopios aficionados para tomar imágenes profundas de galaxias cercanas que dan pistas importantes sobre el proceso de su ensamblaje que continúa hasta la época actual", concluye Martínez-Delgado.

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