Astrónomos de la Universidad de Nottingham han identificado un tipo de galaxia que podría ser el eslabón perdido en nuestra comprensión de la evolución galáctica.
El estudio STAGES liderado por el Centro de Astronomía y Teoría de Partículas de la Universidad examina la evolución galáctica usando imágenes del Telescopio Espacial Hubble. Un proyecto distinto — Galaxy Zoo — usa a voluntarios del público general para clasificar galaxias.
Ambos equipos han identificado una población de galaxias espirales rojas inusuales que están en camino de su jubilación tras una vida de formación de estrellas.
Los astrónomos colocan la mayor parte de galaxias normales en dos grupos de acuerdo a su apariencia visual: sistemas en forma de disco como nuestra Vía Láctea, o conjunto en formas redondas y de pelota de rugby de estrellas conocidas como elípticas. En la mayor parte de los casos, la forma de una galaxia encaja con su color; las galaxias espirales parecen azules debido a que aún están formando estrellas jóvenes calientes vigorosamente. Las galaxias elípticas, por otra parte, son en su mayor parte viejas, muertas y rojas, y tienden a acumularse en regiones abarrotadas del espacio.
El equipo de Galaxy Zoo examinó la conexión entre las formas y colores de millones de galaxias usando imágenes del mayor estudio de todos los tiempos del universo local — el Estudio Digital del Cielo Sloan — y la ayuda de cientos de miles de voluntarios. Un ingrediente clave para su éxito era la fiabilidad clasificando la apariencia de galaxias observándolas realmente, en lugar de confiar en las medidas por ordenador más propensas a error. Encontraron que muchas de las galaxias rojas en regiones abarrotadas son en realidad galaxias espirales, resistiéndose a la tendencia de que las galaxias rojas sean de forma elíptica.
El Dr. Steven Bamford, investigador de posdoctorado del Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas (STFC) en la Universidad de Nottingham, lideró el estudio Galaxy Zoo. Comenta que: “Para tener brazos espirales, deben haber sido galaxias espirales azules normales hasta hace bastante poco tiempo. Pero por alguna razón su formación estelar se ha detenido, y se han vuelto rojas. Sea lo que sea lo que ha detenido su formación estelar, no puede haber sido particularmente violento, o habría destruido el delicado patrón espiral”.
El equipo de Galaxy Zoo concluye que un proceso más sutil debe estar funcionando, uno que acabe que con formación estelar pero no interrumpa la forma global de la galaxia.
Aunque Galaxy Zoo observa las propiedades generales de millones de galaxias de una gran porción de cielo, el proyecto STAGES tomó una aproximación complementaria examinando en detalle justo el tipo de vecindad donde se espera que ocurran estas transformaciones.
El equipo descubrió que, a pesar de su color, las espirales rojas están en realidad escondiendo su formación estelar tras un velo de polvo. Invisible a nuestros ojos (o los de Hubble), esta formación estelar sólo es detectable en la parte infrarroja del espectro — la radiación emitida desde las galaxias en las longitudes de onda más largas de la luz visible.
Cuando se unieron las observaciones de ambos proyectos, la descripción que surgió fue una muy sutil. La formación estelar en una galaxia azul espiral gradualmente se apaga y oculta tras el polvo, antes de esfumarse para formar unas galaxias rojas lisas “lenticulares” (en forma de lente) sin rastro de brazos espirales. Ir más allá y transformar la galaxia en una forma elíptica requeriría mecanismos más violentos, tales como las colisiones de galaxias.
La posición es clave para el desarrollo de las galaxias. Las espirales rojas se encuentran principalmente en las cercanías de regiones abarrotadas del espacio donde se unen cúmulos de galaxias. Cuando una galaxia azul es arrastrada por la gravedad desde las regiones rurales a los suburbios, una interacción con su entorno provoca un descenso en la formación estelar. Cuando más cerca está la galaxia, más se ve afectada.
Pero si el entorno determina dónde tiene lugar el proceso, la masa de la galaxia decido lo rápido que tiene lugar. Dado que tanto STAGES como Galaxy Zoo observaron un número tan grande de galaxias, fueron capaces de subdividirlas aún más dependiendo de cuánto pesaban. Ambos grupos encontraron que la masa de las galaxias también es importante.
El Profesor Bob Nichol de la Universidad de Portsmouth, miembro del equipo de Galaxy Zoo, explica: “Así como un luchador del peso pesado puede soportar un golpe que tumbaría a una persona normal; una gran galaxia es más resistente a ser afectada por su entorno local. Por tanto, las espirales rojas que vemos tienden a ser las galaxias mayores — presumiblemente debido a que las menores se transformaron más rápidamente”.
Meghan Gray, Miembro Avanzado del STFC en la Universidad de Nottingham y líder del estudio STAGES, añade: “Nuestros dos proyectos han aproximado el problema desde dos direcciones muy distintas, y es gratificante ver que cada uno proporciona piezas independientes del puzzle que apuntan a la misma conclusión”.
El Dr. Christian Wolf, Miembro Avanzado de Investigación del STFC en la Universidad de Oxford, entrenó al Telescopio Espacial Hubble en una región del espacio repleta de galaxias, conocida como supercúmulo A901/902 en el proyecto STAGES. Como el equipo de Galaxy Zoo, el Dr. Wolf también descubrió una población sorprendentemente grande de galaxias espirales en el supercúmulo que tienen color rojo.
El Dr. Wolf dijo: “Para las galaxias de STAGES, el Telescopio Espacial Spitzer nos proporcionó imágenes adicionales en las longitudes de onda infrarrojas. Con ellas, fuimos capaces de ir más lejos y observar a través de las piezas perdidas del puzzle”. En el interior del supercúmulo, el Dr. Wolf descubrió que las espirales rojas ocultaban bajos niveles de formación estelar oculta, a pesar de su apariencia inerte en la luz visible.
El siguiente paso para ambos equipos es encontrar exactamente qué elimina la formación estelar, observando dentro de las propias galaxias. Sospechan que detrás de la lenta desaparición de las galaxias hay un proceso conocido como estrangulación, en el cual el suministro de combustible de las galaxias es robado cuando se encuentra con la población. Sin la materia prima necesaria para formar nuevas estrellas, lentamente cambiará de color del azul al rojo conforme envejecen sus estrellas.
Los hallazgos del equipo STAGES sobre las propiedades de las galaxias espirales rojas aparecen on-line el 25 de noviembre de 2008 en http://arxiv.org/list/astro-ph/new. Los resultados del Galaxy Zoo están disponibles on-line en http://arxiv.org/abs/0805.2612
Autor: Tara de Cozar
Fecha Original: 25 de noviembre de 2008
Enlace OriginalVía: Ciencia Kanija
Imagen actualizada por la USNO
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