ALMA usa “visión doble” para estudiar material gaseoso de galaxia

1 julio, 2016

Artículo Científico

Un equipo de investigadores usó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para lograr el estudio más completo a la fecha sobre el gas molecular de una galaxia, combinando por primera vez dos técnicas distintas, al observar la emisión de PKS0439_008_04, una galaxia cercana, al mismo tiempo que la absorción de un cuásar lejano situado en el mismo eje de visión.

Normalmente, los astrónomos estudian los gases moleculares (que alimentan los procesos de formación estelar) ya sea analizando la emisión de las galaxias o bien su absorción. En el primer caso, estudian las emisiones de radio emanadas naturalmente del gas que atraviesan la galaxia y su halo de expansión. En el segundo caso, examinan la luz de objetos más distantes, como un cuásar brillante, y su absorción al atravesar la galaxia.

“Hasta ahora, en los estudios sobre la absorción de la luz de los cuásares los telescopios eran ‘ciegos’ a las emisiones menos intensas y mucho más difusas de las galaxias”, explica Marcel Neeleman, del Observatorio Lick (Universidad de California, EE.UU.), autor principal de un artículo publicado en The Astrophysical Journal Letters. En este estudio, los astrónomos lograron detectar directamente las débiles señales emitidas por el monóxido de carbono presente en la galaxia.

Al comparar estas emisiones con la absorción de la luz del cuásar, los investigadores descubrieron que la mayor parte del fenómeno de absorción no ocurría en el disco de la galaxia, sino en el difuso gas que la envuelve, un gas que sería prácticamente imposible de detectar de otra manera.

De estos resultados se desprende que hay una gran cantidad de gas molecular que no forma parte de la galaxia, sino que la envuelve. “Podríamos estar presenciando un proceso de reciclaje de material que, en algunos miles de millones de años, podría volver a gatillar un brote de formación estelar”, concluye Neeleman.

La galaxia, conocida como PKS0439_008_04, se encuentra a unos 1.400 millones de años luz de la Tierra, mientras que el cuásar PKS0439-433 se sitúa a 7.300 millones de años luz. Ambos se encuentran en dirección de la constelación de Caelum.


Imagen compuesta de ALMA y de observaciones ópticas donde se aprecia el brillo de las emisiones del monóxido de carbono (rojo) en la galaxia PKS0439_008_04. El cuásar PKS0439-433 (en azul, en el centro), más distante, reveló, mediante absorción en el espectro visible, la presencia de un halo extenso y difuso de gas molecular alrededor de la galaxia. Los datos ópticos provienen del telescopio Irénée du Pont, del Observatorio Las Campanas. Créditos: Neeleman et al.; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); H.-W. Chen, Carnegie Observatories. | Descargar imagen

Información adicional

Los resultados de este estudio se publicaron en el artículo de Neeleman et al. “First Connection between Cold Gas in Emission and Absorption: CO Emission from a Galaxy-Quasar Pair” (‘Primera relación entre la emisión y la absorción de gas frío: emisión de CO en una pareja galaxia-cuásar’); The Astrophysical Journal Letters, en abril de 2016. (Versión de preimpresión: https://arxiv.org/abs/1604.05720).

El equipo está compuesto por Marcel Neeleman [1], J. Xavier Prochaska [1], Martin A. Zwaan [2], Nissim Kanekar [3], Lise Christensen [4], Miroslava Dessauges-Zavadsky [5], Johan P.U. Fynbo [4], Eelco van Kampen [2], Palle Møller [2] y Tayyaba Zafar [6].

[1] Departamento de Astronomía y Astrofísica, Observatorio UCO/Lick, Universidad de California, Santa Cruz (EE. UU.).

[2] Organización Europea para la Investigación Astronómica en el Hemisferio Austral, Garching (Alemania).

[3] Swarnajayanti Fellow; Centro Nacional de Radioastrofísica, Instituto Tata de Investigación Fundamental, Pune (India).

[4] Centro de Cosmología Oscura, Instituto Niels Bohr, Universidad de Copenhague, Copenhague (Dinamarca).

[5] Observatorio de Ginebra, Universidad de Ginebra, Sauverny (Suiza).

[6] Observatorio Astronómico Australiana, North Ryde (Australia).

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 Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST), 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.