Messier 101, una espiral gigante de polvo de gas y estrellas, abarca 170,000 años luz y contiene más de un billón de estrellas. Crédito: NASA / ESA Hubble
Graciosas en sus giros, se pensaba que las galaxias espirales habían alcanzado su estado actual hace miles de millones de años. Sin embargo, un estudio de cientos de galaxias trastorna esa idea que revela que las galaxias espirales, como la galaxia de Andrómeda y nuestra propia Vía Láctea, han seguido cambiando.
"Los astrónomos pensaron que las galaxias de disco en el universo cercano se habían asentado en su forma actual hace unos 8 mil millones de años, con poco desarrollo adicional desde entonces", dijo Susan Kassin, astrónoma del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y el estudio. investigador principal en un comunicado de prensa. "La tendencia que hemos observado muestra lo contrario, que las galaxias estaban cambiando constantemente durante este período de tiempo".
Un estudio de 544 galaxias formadoras de estrellas observadas por el Telescopio Espacial Keck y Hubble basado en la Tierra muestra que las galaxias de disco como nuestra Vía Láctea alcanzaron su estado actual inesperadamente mucho después de que gran parte de la formación estelar del universo hubiera cesado. Crédito: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.
Los astrónomos usaron el gemelo W.M. de tierra de 10 metros. El Observatorio Keck en la cima del volcán Mauna Kea de Hawái y el Telescopio Espacial Hubble de la NASA para estudiar 544 galaxias formadoras de estrellas. Más atrás en el tiempo, las galaxias tienden a ser muy diferentes, dicen los astrónomos, con movimientos aleatorios y desorganizados. Más cerca del presente, las galaxias formadoras de estrellas parecen sistemas bien ordenados en forma de disco. La rotación en estas galaxias triunfa sobre otros movimientos internos aleatorios. Estas galaxias se están asentando gradualmente en discos con buen comportamiento, y las galaxias más masivas siempre muestran una organización más alta.
Este gráfico muestra las fracciones de galaxias de disco asentadas en cuatro tramos de tiempo, cada una de aproximadamente 3 mil millones de años. Hay un cambio constante hacia porcentajes más altos de galaxias asentadas más cercanas a la actualidad. En un momento dado, las galaxias más masivas son las más asentadas. En promedio, las galaxias más distantes y menos masivas exhiben movimientos internos más desorganizados, con gas que se mueve en múltiples direcciones y velocidades de rotación más lentas. Crédito: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.
El muestreo de galaxias estudiadas, de la Encuesta Redshift de la Sonda Evolutiva Extragaláctica Profunda 2 (DEEP2), osciló entre 2 mil millones y 8 mil millones de años luz de la Tierra con masas entre 0.3 por ciento y 100 por ciento de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Los investigadores observaron todas las galaxias en este rango de tiempo con líneas de emisión lo suficientemente brillantes como para determinar los movimientos internos. Los investigadores se centraron en líneas de emisión característicamente emitidas por gas dentro de la galaxia. Las líneas de emisión no solo informan a los científicos sobre los elementos que componen las galaxias, sino que también el desplazamiento rojo de las líneas de emisión contiene información sobre los movimientos internos y la distancia.
"Estudios anteriores eliminaron galaxias que no se parecían a los discos giratorios bien ordenados que ahora son comunes en la revista Space", dijo el coautor Benjamin Weiner, astrónomo de la Universidad de Arizona en Tucson. "Al descuidarlos, estos estudios examinaron solo aquellas galaxias raras en el universo distante que se portan bien y concluyeron que las galaxias no cambiaron".
En los últimos 8 mil millones de años, las fusiones entre galaxias, tanto grandes como pequeñas, han disminuido. Lo mismo ocurre con la tasa general de formación de estrellas y las perturbaciones asociadas debido a las explosiones de supernovas. Ambos factores pueden jugar un papel en la tendencia recién descubierta, dicen los científicos.
La Vía Láctea puede haber pasado por el mismo crecimiento y cambio caótico que las galaxias en la muestra DEEP2 antes de establecerse en su estado actual casi al mismo tiempo que el Sol y la Tierra se estaban formando, dicen científicos del equipo. Al observar el patrón, los astrónomos ahora pueden ajustar las simulaciones por computadora de la evolución de las galaxias hasta que replican las observaciones. Luego se iniciará la búsqueda para determinar los procesos físicos responsables de la tendencia.
Esta simulación cosmológica sigue el desarrollo de una galaxia de disco único a lo largo de la vida del Universo; unos 13.5 billones de años. Los colores rojos muestran estrellas viejas, las estrellas jóvenes se muestran en blanco y azul brillante, mientras que la distribución de gas se muestra en azul pálido. La vista generada por computadora abarca aproximadamente 300,000 años luz. La simulación, que se ejecutó en la supercomputadora Pleiades en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California, tardó aproximadamente 1 millón de horas de CPU en completarse. Crédito: F. Governato y T. Quinn (Univ. De Washington), A. Brooks (Univ. De Wisconsin, Madison) y J. Wadsley (McMaster Univ.).
Un artículo que detalla los hallazgos se publicará en el 20 de octubre de 2012 The Astrophysical Journal.
Fuente: NASA
