Estallidos de formación de estrellas

El detonante de la natalidad estelar en galaxias de tipo starbursts, una de las más poderosas “fábricas” de estrellas en el Universo, puede ser resultado de colisiones entre galaxias enanas.

Un estudio realizado por los astrofísicos Ángel R. López Sánchez, actualmente investigador del Australia Telescope National Facility (CSIRO, Sydney, Australia) y César Esteban López, del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha hallado las claves para entender los procesos de formación estelar en galaxias starbursts enanas, en cuyo interior se producen brotes masivos y violentos de nacimientos de estrellas.

 

Según el estudio, recientemente publicado en la revista especializada Astronomy & Astrophysics, la “chispa” que enciende los intensos estallidos de formación estelar que darían lugar a este tipo de objetos celestes podría proceder de las interacciones entre galaxias enanas de baja masa. Los datos obtenidos añaden claridad sobre el todavía incipiente modelo jerárquico de formación y evolución galáctica.

Las estrellas se forman a partir del colapso de grandes nubes de gas y polvo. A diferencia de las galaxias espirales, como la Vía Láctea, que disponen de mucho material interestelar que puede favorecer la compresión del gas necesaria para el nacimiento de nuevas estrellas, los mecanismos de formación estelar en galaxias enanas de menor masa eran, hasta ahora, desconocidos. Los autores han realizado observaciones con largos tiempos de exposición de una amplia muestra de objetos celestes, la mayoría enanos, compactos y aparentemente aislados, entre los que se encuentra una veintena de galaxias starbursts que contienen un tipo de estrellas luminosas muy jóvenes y masivas denominadas Wolf-Rayet. Según aclara Esteban López, “este tipo de estrellas son fácilmente distinguibles en estos conglomerados de estrellas recién nacidas y su estudio nos puede dar pistas sobre la intensidad del brote de formación estelar, su edad así como de su composición química”.

En conjunto, las imágenes tomadas de los distintos objetos revelan rasgos y estructuras como colas y puentes de materia, lo que sugiere la interacción entre dos sistemas independientes. A través del estudio de sus espectros se ha podido determinar la presencia de regiones cercanas con propiedades químicas muy diferenciadas y de distorsiones notables en los patrones de rotación y en las corrientes de estrellas que emanan de estas galaxias enanas. Los resultados también han sido confirmados a través de la observación en radioastronomía. “Todos los objetos observados en frecuencias de radio muestran evidencias claras de interacciones de galaxias, tales como colas extensas o nubes independientes de gas neutro, rotación desordenada del gas o expulsión de hidrógeno atómico al medio intergaláctico”, explica López Sánchez.

La combinación de observaciones de gran detalle y profundidad a distintas frecuencias (óptico, infrarrojo cercano y lejano, radio) ha permitido a los autores formular hipótesis plausibles sobre la evolución dinámica y química de estos objetos, algunos pertenecientes a grupos de galaxias, además de conseguir pistas adicionales sobre la formación estelar en ellas. “Es como resolver un puzzle en el que debes usar una lupa distinta para distinguir colores rojos, azules y verdes, pero todas las piezas deben también encajar correctamente cuando miramos el puzzle sin lupa”,compara López Sánchez.

Los investigadores destacan que este tipo de estudio es también fundamental a la hora de comparar y extender las propiedades a objetos similares del Universo primitivo, puesto que parece que las interacciones entre objetos enanos eran más comunes entonces, tal y como sugieren los actuales modelos jerárquicos de formación de galaxias.

Las observaciones se han realizado con telescopios de los observatorios del Roque de los Muchachos (INT, NOT y WHT) y del Teide (CST), así como el telescopio 2,2 m del observatorio de Calar Alto y el telescopio 8 m VLT del Observatorio de Cerro Paranal (Chile). También, se obtuvieron datos con el interferómetro Australia Telescope Compact Array (Narrabri, Nueva Gales del Sur, Australia).

VÍDEOS

Secuencia de galaxias Wolf-Rayet: Animación con imágenes en falso color de algunas de las galaxias starbursts analizadas en este estudio. En la mayoría de ellas, los rasgos de interacción son muy evidentes.

Zoom al centro de NGC 5253 : Partiendo del observatorio del Roque de Los Muchachos (en donde se pueden ver, de derecha a izquierda, las cúpulas de los telescopios NOT, GTC y TNG) y con la visión del cielo a simple vista, realiza un zoom hacia la zona donde se localiza NGC 5253, muy cerca de la famosa galaxia espiral M 83. La ampliación del centro de la galaxia, conseguida usando imágenes de archivo del Hubble Space Telescope, sirve para localizar las regiones analizadas mediante espectroscopía profunda usando el telescopio VLT.

Evolución del grupo de Mkn 1087 : Esquema animado que representa la evolución del grupo de galaxias en torno a Mkn 1087.Una primera interacción entre M (Mkn 1087) y K (KPG 103a) creó los puentes de materia a las galaxias enanas de marea 3, 12 y 13. A la vez, la interacción entre Mkn 1087 y una galaxia enana externa (N) provocó el desarrollo de una larga cola de marea y de regiones de formación estelar.

Evolución de HCG 31 : Esquema animado que representa la evolución del grupo de galaxias HCG 31. La interacción entre los miembros G y C desarrolló una cola de marea rica en gas neutro; el comienzo de la fusión entre A y C formó las colas de mareas que se observan en el óptico; B está comenzando la interacción con el complejo A+C. Las galaxias enanas E y F se crearon recientemente al colapsar el material de la cola de marea rica en gas neutro.

Más información:

Artículo: Formación de estrellas masivas en galaxias Wolf-Rayet I: Resultados fotométricos en óptico e infrarrojo cercano, Massive star formation in Wolf-Rayet galaxies. I: Optical and NIR photometric results”, López-Sánchez, Á.R. & Esteban, C. 2008, A&A, 491, 131

“El Universo sobre mí” (Introducción de la Tesis “Formación de estrellas masivas en galaxias Wolf-Rayet Enanas” de Ángel R. López Sánchez, realizada en el Instituto de Astrofísica de Canarias entre 2001 y 2006 bajo la supervisión de César Esteban López.

Vía: Instituto de Astrofísica de Canarias