Observan una superburbuja espacial con un diámetro de 15.000 años luz

Una superburbuja con un diámetro de 15.000 años luz, la más grande de su tipo de cuantas se han visto, ha sido observada en expansión en el disco de una galaxia, ha informado este jueves el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC).

Esta observación es fruto de una investigación liderada por Artemi Camps, quien la inició durante el periodo de su doctorado en el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y la Universidad de La Laguna, y que ahora trabaja en el Instituto de Astronomía de la UNAM (México).

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El estudio se ha publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y el IAC explica que una galaxia como la Vía Láctea se compone de centenares de miles de millones de estrellas con una mezcla de gas y polvo interestelar, todo supuestamente ligado por un halo masivo de materia oscura que la rodea.

Pero las galaxias no son objetos aislados y las más grandes, como la Vía Láctea, han crecido por ingerir otras galaxias, en un proceso en el que galaxias vecinas interactúan y finalmente se fusionan, algo que ha jugado un papel poderoso en la evolución del Universo, señala el IAC.

Aunque esas interacciones y fusiones eran más comunes en el pasado, cuando las distancias entre las galaxias eran mucho menores, se pueden estudiar en la época actual observando pares de galaxias en diferentes etapas de la interacción y la fusión.

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El IAC indica que se sabe que, aún en las fases tempranas de la interacción, los campos gravitacionales perturbados pueden causar que el gas fluya, se comprima, y que las estrellas se formen a un ritmo acelerado.

El gas puede fluir también hacia los centros de las galaxias, nutriendo los agujeros negros supermasivos, que son muy comunes en los núcleos galácticos.

Esta investigación se centró en la observación de una pareja de galaxias en interacción: Arp 70a y Arp 70b. Camps y su grupo estudió Arp 70b con el interferómetro Fabry-Perot, instrumento con el que se puede obtener un mapa bidimensional completo de alta resolución de la velocidad dentro de una galaxia.

Produce los mapas midiendo la luz emitida por el hidrógeno ionizado que está en aquellas galaxias donde hay mucha formación estelar debido a que las estrellas jóvenes calientes ionizan el hidrógeno en el espacio alrededor de ellas.

El hidrógeno ionizado se observa también en los alrededores de los agujeros negros supermasivos, que emiten energía en una gama amplia de longitudes de onda, incluyendo la radiación ultravioleta que ioniza el hidrógeno.

Los estudios de la tesis de Artemi Camps se dirigían a la exploración del gas en expansión alrededor de los cúmulos de estrellas jóvenes masivas y calientes en una variedad de galaxias.

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Para hacerlo, el astrofísico explica que desarrolló un programa de análisis llamado BUBBLY, que permite el uso de los mapas de velocidad del Fabry-Perot para descubrir y medir las burbujas de gas caliente cartografiando sus velocidades.

Una burbuja se muestra como una característica zona circular con velocidades de expansión centrada en un cúmulo de estrellas calientes.

Su expansión se debe a una combinación de los vientos potentes emitidos por esas estrellas mientras "viven" y las explosiones que las supernovas emiten al morir, aclara Camps.

Midiendo las masas y las velocidades de las burbujas, se puede descubrir cuánta energía inyecta el cúmulo de estrellas en el gas circundante durante su vida.

Las galaxias en interacción suelen mostrar zonas de fuerte formación estelar, y esto dio la motivación para investigar Arp 70b, comenta John Beckman, investigador del IAC y coautor del artículo.

Cuando analizaron la burbuja enorme en la galaxia encontraron también, alrededor del núcleo, una región en expansión con mucha más energía, y al estudiar la geometría de esa expansión Camps demostró que este último flujo de energía no tiene forma de burbuja.

Genera un flujo de salida en forma de cono centrado en el núcleo de Arp 70b y con una estructura doble: un cono emitido sobre el plano de la galaxia y otro simétricamente por debajo.

La gran cantidad de energía que emite (equivalente a un millón de explosiones de supernovas) y su estructura, dieron la pista de que es un fenómeno asociado con un agujero negro supermasivo central, mostrando que Arp 70b tiene un AGN (núcleo galáctico activo) en su centro.

"Con el análisis espectral mostramos que es un AGN, aunque no de los tipos más potentes, pero la burbuja en expansión en el disco de la galaxia es de alguna manera más notable", dice Camps.

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Los astrónomos están convencidos de que estos fenómenos energéticos se deben a la interacción gravitacional entre las galaxias Arp 70a y Arp 70b, pero es un misterio por resolver.

Aunque los dos fenómenos están separados físicamente, y casi seguramente no forman parte de una estructura unificada, las observaciones permiten la posibilidad de un escenario alternativo: un fenómeno donde el flujo desde el núcleo es la causa directa de la superburbuja, ya que el flujo parece estar apuntado directamente hacia la burbuja.