31 January 2020

Astrónomos UC logran imagen más detallada del gas en galaxias colisionando

Investigadores del Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica (IA-PUC) y del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA), utilizaron el observatorio ALMA para conseguir esta nueva hazaña de la astronomía mundial.

A 360 millones de años luz de la Tierra, en la constelación de Ofiuco, dos galaxias se fusionan en una danza estelar que es ahora observada por astrónomos chilenos con un nivel de detalle nunca antes visto. La imagen, captada utilizando el arreglo de radiotelescopios ALMA, posee una resolución 10 veces superior a la que había sido obtenido anteriormente en esta región del universo por el Telescopio Espacial Hubble.

El hallazgo, dado a conocer mundialmente el martes 7 de enero en Honolulu, Hawaii durante la reunión número 235 de la Sociedad Astronómica de Estados Unidos, revela detalles inéditos acerca de la fusión que da origen a una nueva galaxia conocida como NGC 6240. Se trata de un adelanto de lo que ocurrirá en nuestra propia Vía Láctea, cuando se fusione con la vecina Andrómeda en unos 5 mil millones de años.

Visión perfecta

Ezequiel Treister, astrónomo del Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica e investigador del CATA que lideró la investigación, explica que se trata de una verdadera hazaña. "Las imágenes fueron captadas gracias a una nueva capacidad de ALMA que permite separar las antenas a distancias de alrededor de 15 km, alcanzando una resolución que equivale a pasar de ser legalmente ciego, a tener visión perfecta", explica el astrónomo, lider de esta investigación.

Nitidez que ha permitido observar este sistema como nunca antes, apreciando detalles que antes eran imposibles de obtener. No solo se ha podido observar el proceso de fusión de estas galaxias -que implica la unión de sus dos núcleos-, sino también distinguir las regiones individuales donde se están formando estrellas. "Anteriormente era imposible determinar qué procesos podían asociarse a la influencia del agujero negro, o qué correspondía a formación estelar, ya que en las imágenes se mezclaba todo.

Un misterio que se pudo resolver fue el que existía en torno al tamaño de los agujeros negros. "Se pensaba que eran demasiado masivos en proporción a sus galaxias, ya que, al medir sus masas, era imposible separarlos de otro material en la región central de la galaxia, como gas y estrellas", explica Treister. La investigación pudo medir directamente las masas de los agujeros, concluyendo que corresponden a entre 500 y 1000 millones de veces la del Sol, unas 100 veces más grande que el que encontramos en el centro de la Vía Láctea, pero proporcionales a lo que se espera para el tamaño de sus galaxias.

El gas primordial

No es todo, ya que también se pudo entender la configuración del gas que se ubica entre los dos agujeros negros: forman una especie de filamento de gas molecular que los une a una distancia similar a la de la Tierra con Próxima Centauri, (la estrella más cercana a nuestro planeta ubicada a cuatro años luz). "Hemos podido estudiar la estructura de gas frío, considerado una suerte de combustible clave para la formación de estrellas, y simultáneamente para la formación y crecimiento de los agujeros negros supermasivos", agrega Franz Bauer, astrónomo del Instituto de Astrofísica de la Universidad Católica que también participó de la investigación.

Estos revolucionarios datos nos indican que la mayor parte del gas detectado se localiza en la región entre los dos agujeros negros y que hay tal cantidad que equivaldría a 10 mil millones de masas solares, o unas 15 veces más que todo el gas que encontramos en la Vía Láctea. Aunque hasta ahora se pensaba que el gas se presentaba como una especie de disco rotando en torno a los agujeros, la nueva investigación no encontró evidencia de esta situación, sino más bien de un flujo caótico gas, con filamentos y burbujas. Parte de este gas es expulsado por intensos vientos a velocidades de alrededor de 500 kilómetros por segundo o más. "Pensamos que, eventualmente, gran parte del gas será expulsado de la región central de la galaxias, mientras que una fracción caerá al interior del agujero negro, alimentándolo", dice Franz Bauer.

Encontrar galaxias en fusión en el universo no es frecuente, señalan los astrónomos. En el universo local, donde podemos encontrar miles de galaxias, no existiría más de una decena, aunque se estima que en el universo temprano estos fenómenos eran mucho más frecuentes.

Los astrónomos del IA-PUC señalan que uno de los aspectos más interesantes de esta investigación dice relación con que estos mismos fenómenos ocurrirán en nuestra propia casa, cuando la Vía Láctea se fusione con la vecina Andrómeda en unos 5 mil millones de años. Por aquella lejana época, si el ser humano sobrevive, tendremos tal vez otras preocupaciones mayores, como que nuestro Sol estará en las etapas finales de su vida, convertido en una gigante roja.

Más información sobre esta investigación en el video de difusión que realizó el Instituto de Astrofísica UC:

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