Astrónomos y astrónomas han obtenido la imagen más extensa jamás realizada con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) de la región central de nuestra galaxia, revelando una compleja red de filamentos de gas cósmico con un nivel de detalle sin precedentes. Este extraordinario conjunto de datos permitirá a la comunidad científica profundizar en la comprensión de la formación estelar en el entorno más extremo de la Vía Láctea, junto al agujero negro supermasivo que reside en su centro.

"Es un lugar de extremos, invisible a nuestros ojos, pero ahora revelado con extraordinario detalle", afirma Ashley Barnes, astrónomo del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Alemania e integrante del equipo científico. Las observaciones ofrecen una visión única del gas frío (la materia prima de la que nacen las estrellas) en la llamada Zona Molecular Central (CMZ, por sus siglas en inglés). Es la primera vez que se explora el gas frío con este nivel de detalle en toda esta región.

La nueva imagen abarca más de 650 años luz e incluye densas nubes de gas y polvo que rodean el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia. "Es el único núcleo galáctico lo suficientemente cercano a la Tierra como para que lo estudiemos con tanto detalle", afirma Barnes. El conjunto de datos revela estructuras que van desde filamentos de decenas de años luz hasta pequeñas nubes que rodean estrellas individuales.

El estudio forma parte de  ACES (ALMA CMZ Exploration Survey), un sondeo que investiga el gas molecular frío en esta región. ACES desentraña la intrincada química de la CMZ al detectar docenas de moléculas distintas, desde especies simples como el monóxido de silicio hasta compuestos orgánicos más complejos como metanol, acetona o etanol.

El gas molecular frío fluye a lo largo de filamentos que alimentan concentraciones de materia donde pueden formarse nuevas estrellas. Aunque este proceso es relativamente bien comprendido en las regiones externas de la Vía Láctea, en el centro galáctico ocurre bajo condiciones mucho más extremas. "La CMZ alberga algunas de las estrellas más masivas conocidas en nuestra galaxia, muchas de las cuales viven rápido y mueren jóvenes, terminando sus vidas en potentes explosiones de supernovas e incluso hipernovas", señala Steve Longmore, líder de ACES y profesor de astrofísica en la Universidad John Moores de Liverpool, Reino Unido. Con ACES, la comunidad científica espera comprender mejor cómo estos fenómenos influyen en el nacimiento de nuevas estrellas y si nuestras teorías sobre la formación estelar se mantienen en entornos extremos.

"Al estudiar cómo nacen las estrellas en la CMZ, también podemos obtener una imagen más clara de cómo crecieron y evolucionaron las galaxias", agrega Longmore. "Creemos que esta región comparte muchas características con las galaxias del universo temprano, donde las estrellas se formaban en entornos caóticos y extremos".

Para obtener este conjunto de datos, el equipo utilizó ALMA,para sondear por primera vez un área de esta magnitud, lo que la convierte en la imagen más grande obtenida por este observatorio hasta la fecha. En el cielo, el mosaico cubre un área equivalente a tres lunas llenas alineadas.

"Al diseñar el sondeo ya esperábamos un alto nivel de detalle, pero, sinceramente, nos sorprendieron la complejidad y la riqueza reveladas en el mosaico final", declara Katharina Immer, astrónoma de ALMA en ESO y miembro del equipo.

"La próxima actualización de sensibilidad de banda ancha de ALMA, junto con el Telescopio Extremadamente Grande de ESO, pronto nos permitirá adentrarnos aún más en esta región, resolviendo estructuras más finas, rastreando químicas más complejas y explorando la interacción entre estrellas, gas y agujeros negros con una claridad sin precedentes", concluye Barnes. "En muchos sentidos, esto no es más que el comienzo".

Información adicional

Esta investigación se presentó en una serie de artículos que presentaban los datos de ACES, y que se publican en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society:

• Paper I - ALMA Central Molecular Zone Exploration Survey (ACES) I: Overview paper (doi: xxx)
• Paper II - ALMA Central Molecular Zone Exploration Survey (ACES) II: Continuum imaging (doi: xxx)
• Paper III - ALMA Central molecular zone Exploration Survey (ACES) III: Molecular line data reduction and HNCO & HCO+ data (doi: xxx)
• Paper IV - ALMA Central molecular zone Exploration Survey (ACES) IV: Data of the two intermediate-width spectral windows (doi: xxx)
• Paper V - ALMA Central molecular zone Exploration Survey (ACES) V: CS(2-1), SO 2_3-1_2, CH3CHO 5_(1,4)-4_(1,3), HC3N(11-10) and H40A lines data (doi: xxx)
• Paper VI - ALMA Central molecular zone Exploration Survey (ACES) VI: ALMA Large Program Reveals a Highly Filamentary Central Molecular Zone (undergoing minor revision, [ArXiV URL])

Los datos estarán disponibles en el Portal Científico de ALMA en https://almascience.org/alma-data/lp/aces.

El equipo internacional de ACES está compuesto por más de 160 científicos que van desde estudiantes de Máster hasta personas jubiladas, que trabajan en más de 70 instituciones en Europa, América del Norte y del Sur, Asia y Australia. El proyecto fue impulsado y dirigido por el investigador principal Steven Longmore (Universidad John Moores de Liverpool, Reino Unido), junto con los co-investigadores principales Ashley Barnes (Observatorio Europeo Austral, Alemania), Cara Battersby (Universidad de Connecticut, EE. UU. [Connecticut]), John Bally (Universidad de Colorado Boulder, EE. UU.), Laura Colzi (Centro de Astrobiología, Madrid, España [CdA]), Adam Ginsburg (Universidad de Florida, EE. UU. [Florida]), Jonathan Henshaw (Instituto Max Planck de Astronomía, Heidelberg, Alemania), Izaskun Jiménez-Serra (CdA), J. M. Diederik Kruijssen (COOL), Elisabeth Mills (Universidad de Kansas, EE.UU.), Maya Petkova (Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia), Mattia Sormani (Departamento de Ciencia Aplicada y Tecnología (DiSAT), Universidad de Insubria, Italia e Instituto de Astrofísica Teórica (ITA), Universidad de Heidelberg, Alemania), Robin Tress (Escuela Politécnica Federal de Lausanne, Suiza e ITA, Universidad de Heidelberg, Alemania), Daniel Walker (Nodo del Centro Regional ALMA del Reino Unido, Universidad de Manchester, Reino Unido) y Jennifer Wallace (Connecticut).

Dentro de ACES, el grupo de trabajo de reducción de datos de ALMA está coordinado por Adam Ginsburg, Daniel Walker y Ashley Barnes, e incluye a Nazar Budaiev (Florida); Laura Colzi (CdA); Savannah Gramze (Florida); Pei-Ying Hsieh (Observatorio Astronómico Nacional de Japón, Mitaka, Tokio, Japón); Desmond Jeff (Florida); Xing Lu (Observatorio Astronómico de Shanghái, Academia China de Ciencias, China); Jaime Pineda (Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre,  Alemania); Marc Pound (Universidad de Maryland, EE. UU.); y Álvaro Sánchez-Monge (Instituto de Ciencias del Espacio, CSIC, Bellaterra, España; Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña, Castelldefels, España); junto con más de 30 miembros adicionales del equipo que contribuyeron al esfuerzo de reducción de datos.

El comunicado de prensa original fue publicado por el Observatorio Europeo Austral (ESO), socio europeo de ALMA.

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 miembro, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwán (NSTC), 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(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.

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