El centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Click para agrandar
Los astrónomos están estudiando "galaxias infrarrojas luminosas" cercanas para tener una mejor idea de cómo se verían las galaxias extremadamente distantes. Algunas de estas galaxias son 1/50 del tamaño de la Vía Láctea (2000 años luz de diámetro), pero tienen la misma cantidad de gas. Este gas fuertemente empaquetado causa una formación estelar casi constante y alimenta agujeros negros supermasivos. Esto es probablemente lo que parecía el Universo temprano.
Si no puede viajar a las pintorescas arenas de la playa de Waikiki, siempre puede hacer lo mejor y visitar una costa local. Ambos "puntos calientes" recibirán mucho sol.
Los astrónomos están utilizando una táctica de turismo similar, estudiando galaxias extremas cercanas conocidas como "galaxias infrarrojas luminosas" para aprender sobre sus homólogos distantes en el universo primitivo. La astrónoma Christine Wilson (Smithsonian Astrophysical Observatory / McMaster University) y sus colegas han encontrado algunos puntos en común sorprendentes entre estas galaxias extremas y sus primos mundanos como la Vía Láctea.
"Estas galaxias son inusuales en algunos aspectos, pero sorprendentemente normales en otros", dijo Wilson. "Son como secuoyas gigantes: se ven espectaculares, pero crecen de la misma tierra que su arbusto básico".
Wilson presentó los hallazgos de su equipo hoy en una conferencia de prensa en la 208ª reunión de la American Astronomical Society.
Las galaxias infrarrojas luminosas y ultraluminosas son islas de estrellas y polvo que emiten la gran mayoría (90-99 por ciento) de su luz a largas longitudes de onda infrarroja. Todos los ejemplos conocidos muestran evidencia de interacciones y fusiones de galaxias que las están agitando. El gas y el polvo chocan juntos en los centros de estas galaxias, alimentando enormes explosiones de formación estelar o alimentando agujeros negros centrales gigantes.
"Toda la acción en estas galaxias está ocurriendo en sus centros", dijo Wilson.
Interacciones similares eran mucho más comunes en el universo primitivo cuando las galaxias estaban más juntas. Las observaciones han detectado muchos ejemplos de galaxias extremas a distancias de 8 a 10 mil millones de años luz. A esas grandes distancias, el estudio detallado es difícil con los instrumentos actuales, de ahí el interés de los astrónomos en sus contrapartes cercanas.
Para investigar estos "puntos calientes" galácticos, Wilson y sus colegas emplearon la matriz submilimétrica del Smithsonian. La alta resolución espacial de la matriz fue crucial para este estudio, lo que permitió al equipo explorar los centros galácticos donde se está llevando a cabo la mayor parte de la formación estelar.
"Algunas de estas galaxias tienen tanto gas como la Vía Láctea en una región de solo 2.000 años luz de diámetro, una quincuagésima (1/50) del tamaño de nuestra galaxia", explicó Wilson.
Alrededor de las tres cuartas partes del tiempo, ese gas impulsa explosiones de formación estelar. En otros casos, el gas alimenta un agujero negro gigante. De cualquier manera, se bombea mucha energía en el infrarrojo.
Wilson y sus colegas determinaron las cantidades totales de gas y polvo dentro de cada una de las cinco galaxias más luminosas que estudiaron. Dividieron los dos números para calcular la relación gas-polvo.
Las galaxias como la Vía Láctea generalmente contienen aproximadamente 100 veces más gas que polvo. Sorprendentemente, las galaxias infrarrojas extremas mostraron valores similares.
"Dado su entorno inusual, no estoy seguro de haber esperado ver una relación normal de gas a polvo", dijo Wilson. "El hecho de que veamos un valor normal sugiere no solo que nuestros cálculos de masa son correctos, sino también que estas galaxias son más parecidas a las nuestras de lo que podríamos haber imaginado".
Las galaxias infrarrojas luminosas también muestran algunas diferencias interesantes de sus primos en el universo primitivo. Por ejemplo, las galaxias distantes son típicamente 10 veces más brillantes en emisiones moleculares, lo que indica que contienen más gas. Ese gas también tiende a moverse más rápido, proporcionando evidencia de que las galaxias son más masivas. Lo más interesante es que las galaxias extremas distantes parecen ser de mayor tamaño, lo que sugiere que la densidad de gas en realidad puede ser menor en estas galaxias distantes a pesar de su mayor cantidad total de gas.
El trabajo futuro de Wilson y su equipo se centrará en determinar cómo cambian las propiedades de las galaxias a medida que las interacciones y las fusiones progresan con el tiempo.
Con sede en Cambridge, Massachusetts, el Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica (CfA) es una colaboración conjunta entre el Observatorio Astrofísico Smithsoniano y el Observatorio de la Universidad de Harvard. Los científicos de CfA, organizados en seis divisiones de investigación, estudian el origen, la evolución y el destino final del universo.
Fuente original: Comunicado de prensa de CfA
