ALMA observa regiones con gas incubador de estrellas fuera de la Vía Láctea

13 Marzo, 2017

Un equipo internacional de astrónomos usó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para observar zonas de formación estelar en la galaxia cercana NGC 6822. Las nuevas observaciones revelaron la estructura de nubes de gas incubador de estrellas con un gran nivel de detalle, lo que permitió compararlas con regiones similares de nuestra galaxia. Los resultados indican que las características físicas de los procesos de formación estelar de las galaxias prístinas y de baja masa (a partir de las cuales se forman galaxias más masivas) pueden ser iguales a las de nuestra propia galaxia.

Esta imagen es una composición formada por observaciones anteriores hechas con el instrumento Wide Field Imager, instalado en el Telescopio MPG/ESO de 2,2 metros en el Observatorio La Silla de ESO, y los nuevos datos recogidos por ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Las observaciones de ALMA revelan, con una resolución sin precedentes, la estructura de las nubes de gas en las que se están formando estrellas. Crédito: ESO, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Schruba, VLA (NRAO)/Y. Bagetakos/Little THINGS | Descargar imagen

Las observaciones anteriores de la Vía Láctea han revelado que las estrellas se forman en densos núcleos de nubes de gas gigantes, donde el gas puede bajar a temperaturas lo suficientemente frías como para que se produzca un colapso gravitacional. Estas mismas condiciones propician la formación de moléculas indispensables para detectar gas en las galaxias durante las observaciones.

Sin embargo, hasta ahora no se había logrado alcanzar un nivel de resolución suficiente para estudiar los procesos de formación estelar fuera de la Vía Láctea. Mientras las más alejadas se ven más pequeñas, las más cercanas a la Vía Láctea tienen poca masa, producen pocas estrellas y su gas no es tan rico en elementos pesados, con lo cual es aún más difícil observarlas. Estas condiciones tan prístinas no solo se traducen en una escasez de moléculas, sino que además constituyen un entorno poco propicio para la presencia de gas frío, lo que también dificulta considerablemente la formación de estrellas.

ALMA permitió superar estos obstáculos observacionales proporcionando imágenes dos veces más detalladas que lo logrado hasta ahora. Sus antenas se orientaron hacia NGC 6822, una pequeña galaxia situada a 1,5 millones de años luz que tiene 500 veces menos masa que la Vía Láctea. Los datos recabados revelaron una plétora de pequeños núcleos densos en las zonas de formación estelar con rastros de moléculas limitados a los núcleos más densos. Allí, estas moléculas ocupan un volumen mucho más pequeño que en nubes incubadoras como la de Orión.

“La diferencia entre las nubes de gas incubador de estrellas de NGC 6822 y las de nuestra galaxia es sorprendente”, afirma Andreas Schruba, quien dirigió el equipo de investigación en el Instituto Max Plank de Física Extraterrestre (MPE, en su sigla en inglés). “Las moléculas observadas se encuentran solo en núcleos muy pequeños y densos, de ahí que las observaciones anteriores hayan sido infructuosas”.

Este montaje muestras cuatro nubes de gas en las que se están formando estrellas en NGC 6822, una galaxia enana irregular barrada a unos 1,6 millones de años luz de distancia. Las observaciones se llevaron a cabo con el instrumento Wide Field Imager, instalado en el Telescopio MPG/ESO de 2,2 metros en el Observatorio La Silla de ESO, y los nuevos datos recogidos por ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Crédito: ESO, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Schruba, VLA (NRAO)/Y. Bagetakos/Little THINGS | Descargar imagen

La alta capacidad de resolución espectral de ALMA llevó a otro hallazgo importante e inesperado: a pesar de la diferencia en la distribución molecular, los densos núcleos de gas presentan las mismas características cinemáticas que las estructuras de tamaño similar de nuestra galaxia. “A partir del ancho de las líneas moleculares podemos deducir las propiedades cinemáticas del gas presente en estos núcleos”, explica Andreas Schruba. “Este hallazgo es la prueba observacional más fehaciente que tenemos de que la evolución en el tiempo y las condiciones físicas de los procesos de formación estelar de estas galaxias de baja masa son similares a las de la Vía Láctea”.

Así, estas observaciones proporcionan importantes indicios para entender los procesos de formación estelar de las galaxias de baja masa a partir de las cuales se forman galaxias más masivas como la Vía Láctea. Y estos indicios ayudan a interpretar las observaciones de galaxias más distantes realizadas a menor resolución.

Información adicional

Este texto es una versión adaptada y traducida del comunicado de prensa titulado “ALMA peers into star-forming gas regions outside our Milky Way” (“ALMA observa regiones con gas incubador de estrellas fuera de la Vía Láctea”), publicado en el sitio web del MPE.

Este trabajo de investigación fue publicado bajo el título “Physical Properties of Molecular Clouds at 2 pc Resolution in the Low-metallicity Dwarf Galaxy NGC 6822 and the Milky Way” (“Propiedades físicas de las nubes moleculares a una resolución de 2 pc en la galaxia enana de baja metalicidad NGC 6822 y la Vía Láctea”) de Schruba et al. en The Astrophysical Journal.

El equipo de investigación está compuesto por Andreas Schruba1, Adam K. Leroy2, J. M. Diederik Kruijssen3,4, Frank Bigiel5, Alberto D. Bolatto6, W. J. G. de Blok7,8,9, Linda Tacconi1, Ewine F. van Dishoeck1,10, y Fabian Walter4.

  • 1 Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Giessenbachstraße 1, D-85748 Garching, Alemania
  • 2 Department of Astronomy, The Ohio State University, 140 W. 18th Street, Columbus, OH 43210, E.E. U.U.
  • 3 Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Mönchhofstraße 12-14, D-69120 Heidelberg, Alemania
  • 4 Max-Planck-Institut für Astronomie, Königstuhl 17, D-69117 Heidelberg, Alemania
  • 5 Institut für theoretische Astrophysik, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Albert-Ueberle Str. 2, D-69120 Heidelberg, Alemania
  • 6 Department of Astronomy, Laboratory for Millimeter-Wave Astronomy, University of Maryland, College Park, MD 20742, E.E. U.U.
  • 7 Netherlands Institute for Radio Astronomy (ASTRON), Postbus 2, 7990 AA Dwingeloo, Holanda
  • 8 Astrophysics, Cosmology and Gravity Centre, Univ. of Cape Town, Private Bag X3, Rondebosch 7701, Sudáfrica
  • 9 Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, P.O. Box 800, 9700 AV Groningen, Holanda
  • 10 Leiden Observatory, Leiden University, P.O. Box 9513, 2300 RA, Leiden, Holanda

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia de Taiwán (NSC), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.