Relacionan remotos estallidos estelares con galaxias masivas actuales

Observaciones con los telescopios ‘APEX’ de ESO y ‘Spitzer’ de la NASA

Un equipo de astrónomos ha encontrado la mejor relación hasta la fecha entre los estallidos más potentes de formación estelar del universo temprano y las galaxias actuales más masivas, que fueron testigos de una abrupta interrupción del nacimiento de estrellas y que hoy están pasivas con viejas estrellas. El nacimiento de agujeros negros supermasivos parece estar detrás del repentino final de aquellos estallidos de formación estelar.

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“Es la primera vez que hemos podido mostrar una relación directa entre los estallidos de formación estelar más energéticos del universo temprano y las galaxias gigantes más masivas del universo actual” explica Ryan Hickox, investigador en el Dartmouth College de EEUU y la Universidad de Durham en Reino Unido. El científico lidera un estudio internacional que publica la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Para realizar la investigación los astrónomos han combinado observaciones de la cámara LABOCA operada por el Observatorio Europeo Austral (ESO) en el telescopio de 12 metros Atacama Pathfinder Experiment (APEX), con medidas llevadas a cabo por el telescopio Very Large Telescope de ESO, y del telescopio espacial Spitzer de la NASA, entre otros.

De esta forma han observado la forma en que las brillantes galaxias distantes se unen en grupos de cúmulos. Cuanto más cerca se agrupan las galaxias, más masivos son sus halos de materia oscura. Estos nuevos resultados son las medidas más precisas de cúmulos hechas nunca para este tipo de galaxias.

Las galaxias están tan lejos que su luz ha tardado alrededor de diez mil millones de años en llegar hasta nosotros, de manera que las vemos como eran hace alrededor de diez mil millones de años. En estas instantáneas del universo temprano, las galaxias están viviendo el fenómeno más intenso de formación estelar conocido, el denominado estallido de formación estelar o starburst (en inglés).

Midiendo las masas de los halos de materia oscura que se encuentran alrededor de las galaxias, y utilizando simulaciones por ordenador para estudiar cómo esos halos crecen con el paso del tiempo, los astrónomos vieron que esas galaxias distantes con estallidos de formación estelar del universo temprano, con el tiempo se transforman en galaxias elípticas gigantes: las galaxias más masivas del universo actual.

Además, las nuevas observaciones indican que los brillantes estallidos que tienen lugar en esas galaxias distantes duran tan solo cien millones de años — un tiempo muy corto en términos cosmológicos — pese a lo cual, en ese breve espacio de tiempo, son capaces de doblar la cantidad de estrellas en las galaxias. El repentino final de ese rápido crecimiento es otro episodio de la historia de las galaxias que los astrónomos aún no han terminado de entender.

El misterio de la interrupción estelar

“Sabemos que las estrellas masivas elípticas dejaron de producir estrellas de forma bastante abrupta hace mucho tiempo, y ahora son pasivas, y los científicos se preguntan qué podría ser lo suficientemente poderoso como parar el estallido de formación estelar de toda una galaxia,” afirma Julie Wardlow, de la Universidad de California en Irvine (EEUU) y la Universidad de Durham (Reino Unido) y otro miembro del equipo.

Los investigadores apuntan una posible explicación: en ese estadio de la historia del cosmos, los estallidos de formación estelar se agruparon de manera similar a los cuásares (fuentes de energía electromagnética), indicando que se encuentran en los mismos halos de materia oscura. Los cuásares se encuentran entre los objetos más energéticos del universo, balizas galácticas que emiten una intensa radiación, alimentada por un agujero negro supermasivo en el centro.

En los últimos años crece la evidencia que sugiere que el intenso estallido de formación estelar también alimenta al cuásar proporcionando grandes cantidades de material al agujero negro. El cuásar, a su vez, emite poderosos estallidos de energía que, se cree, expulsan los restos de gas de la galaxia — la materia prima para la formación de nuevas estrellas — y esto, pondría fin a la fase de formación estelar.

“En resumen, los días de gloria de las galaxias en lo que a intensa formación estelar se refiere también son su condena, ya que alimentan al gigantesco agujero negro que se encuentra en su centro, el cual expulsa o destruye rápidamente las nubes de formación estelar”, concluye otro miembro del grupo, David Alexander, de la universidad británica de Durham.

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Fuente: ESO

Observaciones realizadas con el telescopio APEX en longitud de onda submilimétrica (870 micras), revelan las frías nubes de polvo donde se forman las estrellas en la Nebulosa Carina. Este lugar de violenta formación estelar, que alberga a algunas de las estrellas más masivas de nuestra galaxia, es un terreno ideal para estudiar las interacciones entre estas estrellas jóvenes y sus nubes moleculares progenitoras.
El video comienza con una visión amplia de la constelación de Carina y luego se acerca a la región donde se ubica la nebulosa de Carina. Las observaciones realizadas con la cámara LABOCA de APEX corresponden a las partes de color naranja, combinadas con una fotografía en luz visible tomada por el telescopio Curtis Schmidt en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo. El resultado es una impresionante imagen de campo amplio que ofrece una vista espectacular de los lugares de formación de estelar en Carina. La nebulosa contiene estrellas con una masa equivalente a un total de más de 25.000 soles, mientras que la masa de las nubes de gas y polvo es de alrededor de 140.000 soles.
Observations made with the APEX telescope in submillimetre-wavelength light at a wavelength of 870 µm reveal the cold dusty clouds from which stars form in the Carina Nebula. This site of violent star formation, which plays host to some of the highest-mass stars in our galaxy, is an ideal arena in which to study the interactions between these young stars and their parent molecular clouds.
This video starts from a wide-field view of the constellation of Carina (The Keel), and zooms in to the Carina Nebula region. The APEX observations, made with its LABOCA camera, are shown here in orange tones, combined with a visible light image from the Curtis Schmidt telescope at the Cerro Tololo Interamerican Observatory. The result is a dramatic, wide-field picture that provides a spectacular view of Carina’s star formation sites. The nebula contains stars equivalent to over 25 000 Suns, and the total mass of gas and dust clouds is that of about 140 000 Suns.

Nociones básicas sobre el Universo

Las estrellas dobles son muy frecuentes.
La gravedad hace girar las estrellas una alrededor de la otra. Las cefeidas son parejas orientadas de manera que, periódicamente, se eclipsan una a otra. La primera que se descubrió fue Algol.

También hay estrellas múltiples, sistemas en que tres o cuatro estrellas giran en trayectorias complejas. Lira parece una estrella doble, pero a través de un telescopio se ve como cada uno de los dos componentes es un sistema binario.
La estrella más cercana al Sol es Alfa Centauro
Se trata de un sistema de tres estrellas situado a 4,3 años luz de La Tierra, que sólo es visible desde el hemisferio sur. La más cercana (Alpha Centauro A) tiene un brillo real igual al de nuestro Sol.
Las estrellas evolucionan durante millones de años.
Las estrellas nacen cuando se acumula una gran cantidad de materia en un lugar del espacio. Se comprime y se calienta hasta que empieza una reacción nuclear, que consume la materia, convirtiéndola en energía. Las estrellas pequeñas la gastan lentamente y duran más que las grandes.
E v o l u c i ó n d e l a s E s t r e l l a s
1.- Se forma la estrella a partir de una nube de gas y polvo.
2.- Gigante. Reacciones nucleares. Masas de gas y polvo se condensan a su alrededor (protoplanetas).
3.- Secuencia principal. La estrella con planetas, estable mientras consume su materia.
4.- La estrella empieza a dilatarse y enfriarse.
5.- Crece, engullendo los planetas, hasta convertirse en una gigante roja.
6.- Se vuelve inestable y comienza a dilatarse y encogerse alternativamente hasta que explota.
Si la estrella era mucho mayor que el Sol … Si la estrella era como el Sol …
7.- Supernova. Lanza la mayor parte del material.
8.- Púlsar. El resto, se hace pequeño y denso.
9.- Si tenía mucha masa, se contrae todavía más hasta convertirse en un agujero negro. 7.- Nova. Lanza materiales hacia el exterior.
8.- Nebulosa planetaria. El resto, se contrae.
9.-Enana. Se hace muy pequeña y densa y brilla con luz blanca o azul, hasta que se apaga.
Durante la mayor parte de nuestra historia, los seres humanos sólo pudimos observar las galaxias como manchas difusas en el cielo nocturno. Sin embargo, hoy sabemos que son enormes agrupaciones de estrellas y otros materiales.

De hecho, nuestro Sistema Solar forma parte de una galaxia, la única que hemos visto desde dentro: La Vía Láctea. Desde siempre hemos conocido su existencia aunque, naturalmente, en la antiguedad nadie sabía de qué se trataba. Aparece como una franja blanquecina que cruza el cielo y, de ahí, toma su nombre: camino de leche.

Dentro de la Vía Láctea podemos encontrar diversas formaciones de estrellas y polvo interestelar. Las más destacables son las nebulosas y los cúmulos estelares. Es de suponer que también existen en otras galaxias.

Tamaños y formas de las galaxias

Hay galaxias enormes como Andrómeda, o pequeñas como su vecina M32. Las hay en forma de globo, de lente, planas, elípticas, espirales (como la nuestra) o formas irregulares. Las galaxias se agrupan formando “cúmulos de galaxias”.

La galaxia grande más cercana es Andrómeda.

Se puede observar a simple vista y parece una mancha luminosa de aspecto brumoso. Los astrónomos árabes ya la habían observado. Actualmente se la conoce con la denominación M31. Está a unos 2.200.000 años luz de nosotros. Es el doble de grande que la Via Láctea.

Las galaxias tienen un origen y una evolución

Las primeras galaxias se empezaron a formar 1.000 millones de años después del Big-Bang. Las estrellas que las forman tienen un nacimiento, una vida y una muerte. El Sol, por ejemplo, es una estrella formada por elementos de estrellas anteriores muertas.

Muchos nucleos de galaxias emiten una fuerte radiación, cosa que indica la probable presencia de un agujero negro.

Los movimientos de las galaxias provocan, a veces, choques violentos. Pero, en general, las galaxias se alejan las unas de las otras, como puntos dibujados sobre la superficie de un globo que se infla.
Cuando se utilizan telescopios potentes, en la mayor parte de las galaxias sólo se detecta la luz mezclada de todas las estrellas; sin embargo, las más cercanas muestran estrellas individuales. Las galaxias presentan una gran variedad de formas.

En 1930 Hubble clasificó las galaxias en elípticas, espirales e irregulares, siendo las dos primeras las más frecuentes.

Galaxias elípticas

Algunas galaxias tienen un perfil globular completo con un núcleo brillante. Estas galaxias, llamadas elípticas, contienen una gran población de estrellas viejas, normalmente poco gas y polvo, y algunas estrellas de nueva formación. Las galaxias elípticas tienen gran variedad de tamaños, desde gigantes a enanas.

Cuando se utilizan telescopios potentes, en la mayor parte de las galaxias sólo se detecta la luz mezclada de todas las estrellas; sin embargo, las más cercanas muestran estrellas individuales. Las galaxias presentan una gran variedad de formas.

En 1930 Hubble clasificó las galaxias en elípticas, espirales e irregulares, siendo las dos primeras las más frecuentes.

Galaxias elípticas

Algunas galaxias tienen un perfil globular completo con un núcleo brillante. Estas galaxias, llamadas elípticas, contienen una gran población de estrellas viejas, normalmente poco gas y polvo, y algunas estrellas de nueva formación. Las galaxias elípticas tienen gran variedad de tamaños, desde gigantes a enanas.

Hubble simbolizó las galaxias elípticas con la letra E y las subdividió en ocho clases, desde la E0, prácticamente esféricas, hasta la E7, usiformes. En las galaxias elípticas la concentración de estrellas va disminuyendo desde el núcleo, que es pequeño y muy brillante, hacia sus bordes.

Galaxias espirales

Las galaxias espirales son discos achatados que contienen no sólo algunas estrellas viejas sino también una gran población de estrellas jóvenes, bastante gas y polvo, y nubes moleculares que son el lugar de nacimiento de las estrellas. Generalmente, un halo de débiles estrellas viejas rodea el disco, y suele existir una protuberancia nuclear más pequeña que emite dos chorros de materia energética en direcciones opuestas.

Las galaxias espirales se designan con la letra S. Dependiendo del menor o mayor desarrollo que posea cada brazo, se le asigna una letra a, b ó c (Sa, Sb, Sc, SBa, SBb,SBc).

Existen otras galaxias intermedias entre elípticas y espirales, llamadas lenticulares o lenticulares normales, identificadas como SO y clasificadas en los grupos SO1, SO2 y SO3. A su vez, se distinguen las lenticulares barradas (SBO) que se clasifican en tres grupos, según presenten la barra más o menos definida y brillante.

Galaxias irregulares

Las galaxias irregulares se simbolizan con la letra I ó IR, aunque suelen ser enanas o poco comunes. Se engloban en este grupo aquellas galaxias que no tienen estructura y simetría bien definidas. Se clasifican en irregulares de tipo 1 o magallánico, que contienen gran cantidad de estrellas jóvenes y materia interestelar, y galaxias irregulares de tipo 2, menos frecuentes y cuyo contenido es dificil de identificar.

Las galaxias irregulares se sitúan generalmente próximas a galaxias más grandes, y suelen contener grandes cantidades de estrellas jóvenes, gas y polvo cósmico.
Un camino en el cielo

En noches serenas podemos ver una franja blanca que atraviesa el cielo de lado a lado, con muchas estrellas.

Son sólo una pequeña parte de nuestros vecinos. Entre todos formamos la Vía Láctea. Los romanos la llamaron “Camino de Leche”, que es lo que significa via lactea en latín.

La Vía Láctea es nuestra galaxia

El Sistema Solar está en uno de los brazos de la espiral, a unos 30.000 años luz del centro y unos 20.000 del extremo.

La Via Láctea és una galaxia grande, espiral y puede tener unos 100.000 millones de estrellas, entre ellas, el Sol. En total wide unos 100.000 años luz de diámetro y tiene una masa de más de dos billones de veces la del Sol.

Cada 225 millones de años el Sistema Solar completa un giro alrededor del centro de la galaxia. Se mueve a unos 270 km. por segundo.

No podemos ver el brillante centro porque se interponen materiales opacos, polvo cósmico y gases fríos, que no dejan pasar la luz. Se cree que contiene un poderoso agujero negro.

La Vía Láctea tiene forma de lente convexa. El núcleo tiene una zona central de forma elíptica y unos 8.000 años luz de diámetro. Las estrellas del núcleo están más agrupadas que las de los brazos. A su alrededor hay una nube de hidrógeno, algunas estrellas y cúmulos estelares.

La Vía Láctea forma parte del Grupo Local

Junto con las galaxias de Andrómeda (M31) y del Triángulo (M33), las Nubes de Magallanes (satélites de la Vía Láctea), las galaxias M32 y M110 (satélites de Andrómeda), galaxias y nebulosas más pequeñas y otros sistemas menores, forman un grupo vinculado por la gravedad.

En total hay unas 30 galaxias que ocupan un área de unos 4 millones de años luz de diámetro.

Todo el gupo orbita alrededor del gran cúmulo de galaxias de Virgo, a unos 50 millones de años luz.
Las estrellas no aparecen de forma aislada, sinó formando grupos que llamamos “cúmulos”. Un cúmulo de estrellas, es un grupo de estrellas relacionadas que se mantienen juntas por efecto de la gravitación.

Los cúmulos de estrellas se clasifican en dos grupos: cúmulos abiertos, que no poseen forma definida, y cúmulos globulares, que son esféricos o casi esféricos. Los abiertos están formados por unos cientos estrellas jóvenes, mientras que los cúmulos globulares contienen más de mil veces esa cantidad,…

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