MACS2129-1, una galaxia "muerta".

Hubble capta una enorme galaxia de disco muerta que desafía las teorías de evolución galáctica.
MACS2129-1.

El concepto de este artista nos muestra una comparación entre una galaxia joven como nuestra Vía Láctea a la izquierda y una galaxia de disco como MACS2129-1, a la derecha. Aunque tres veces más masiva que la Vía Láctea, tiene sólo la mitad del tamaño de la Vía Láctea. MACS2129-1 también está girando más de dos veces más rápido que la Vía Láctea, hay que tener en cuenta que las regiones azules de la Vía Láctea presenta ráfagas de formación estelar, mientras que la joven galaxia muerta es amarilla, lo que significa una población de estrellas más viejas y ningún nuevo nacimiento de estrellas.
Créditos: NASA, ESA y Z. Levy (STScI)

Al combinar el poder de una "lente natural" en el espacio con la capacidad del telescopio espacial Hubble de la NASA, los astrónomos hicieron un sorprendente descubrimiento, el primer ejemplo de una galaxia compacta pero masiva, de hilado rápido, en forma de disco que dejó de hacer estrellas sólo una pocos miles de millones de años después del big bang. Encontrar una galaxia como ésta tan temprana en la historia del universo desafía la comprensión actual de cómo las galaxias masivas se forman y evolucionan, dicen los investigadores.

Cuando el Hubble fotografió la galaxia, los astrónomos esperaban ver una bola caótica de estrellas formadas a través de las galaxias que se unen. En su lugar, vieron evidencia de que las estrellas nacieron en un disco en forma de panqueque.

Esta es la primera evidencia observacional directa de que al menos algunas de las primeras galaxias llamadas "muertas", donde la formación estelar se detuvo de alguna manera, evolucionan desde un disco en forma de Vía Láctea hasta las gigantes galáxias elípticas que vemos hoy.

Esto es una sorpresa porque las galaxias elípticas contienen estrellas más viejas, mientras que las galaxias espirales contienen típicamente estrellas azules más jóvenes. Al menos algunas de estas primeras galaxias de disco "muertas" deben haber pasado por grandes cambios de imagen. No sólo cambiaron su estructura, sino también los movimientos de sus estrellas para hacer una forma de una galaxia elíptica.

MACS J2129-0741.
La imagen anterior:
Actuando como un "telescopio natural" en el espacio, la gravedad del conjunto de galaxias de primer plano extremadamente masivo MACS J2129-0741 magnifica, ilumina y distorsiona la galaxia de fondo MACS2129-1, mostrada en la caja superior. La caja del medio es una vista soplada de la galaxia con lente gravitacional. En el cuadro inferior hay una imagen reconstruida, basada en un modelo que muestra cómo se vería la galaxia si el conglomerado de galaxias no estuviera presente. La galaxia aparece roja porque está tan distante que su luz se desplaza hacia la parte roja del espectro.
Créditos: NASA, ESA, S. Toft (Universidad de Copenhague), M. Postman (STScI) y el equipo CLASH

"Esta nueva visión puede obligarnos a repensar todo el contexto cosmológico de cómo las galaxias se queman desde el principio y evolucionan hacia galaxias elípticas locales", dijo el líder del estudio Sune Toft del Centro de Cosmología Oscura en el Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague, Dinamarca. "Quizás hemos estado ciegos al hecho de que las primeras galaxias "muertas" podrían ser discos, simplemente porque no hemos sido capaces de resolverlos".

Estudios anteriores de galaxias muertas distantes han asumido que su estructura es similar a las galaxias elípticas locales en las que evolucionarán. Confirmando esta suposición en principio se requieren más poderosos telescopios espaciales de los que están actualmente disponibles. Sin embargo, a través del fenómeno conocido como "lentes gravitacionales", un grupo masivo de primer plano de galaxias actúa como una "lente zoom" natural en el espacio magnificando y estirando imágenes de galaxias de fondo mucho más lejanas. Al unir esta lente natural con el poder de resolución del Hubble, los científicos pudieron ver el centro de la galaxia muerta.

La galaxia remota es tres veces más masiva que la Vía Láctea, pero sólo la mitad del tamaño. Las mediciones de velocidad de rotación realizadas con el Very Large Telescope (VLT) de la ESO mostraron que la galaxia del disco gira más de dos veces más rápido que la Vía Láctea.

El observatorio espacial Hubble de la NASA/ESA.
Utilizando datos de archivo de sondeo de Cluster Lensing And Supernova con Hubble (CLASH), Toft y su equipo fueron capaces de determinar la masa estelar, la tasa de formación de estrellas y las edades de las estrellas.

El por qué esta galaxia dejó de formar estrellas todavía se desconoce, puede ser el resultado de un núcleo galáctico activo, donde la energía está brotando de un agujero negro supermasivo. Esta energía inhibe la formación de estrellas calentando el gas o expulsándolo de la galaxia. O puede ser el resultado de que el flujo de gas frío hacia la galaxia sea rápidamente comprimido y calentado, evitando que se enfríe en nubes formadoras de estrellas en el centro de la galaxia.

Pero, ¿cómo evolucionan estos jóvenes, masivos y compactos discos a las galaxias elípticas que vemos en el universo actual? "Probablemente a través de fusiones", dijo Toft. "Si estas galaxias crecen a través de la fusión con compañeros menores, y estos compañeros menores vienen en grandes números y de todo tipo de ángulos diferentes a la galaxia, esto eventualmente aleatorizaría las órbitas de las estrellas en las galaxias. Definitivamente también destruiría el movimiento ordenado de las estrellas ".

Los hallazgos se publican en la edición del 22 de junio de la revista Nature. Toft y su equipo esperan utilizar el próximo Telescopio Espacial James Webb de la NASA para buscar una muestra más grande de tales galaxias.

El VLT de la ESO.

El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, maneja el telescopio. El Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland, realiza operaciones de ciencia del Hubble. STScI es operado por la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, Inc., en Washington, D.C.

El Very Large Telescope es un telescopio operado por el Observatorio Europeo Austral en Cerro Paranal en el desierto de Atacama, en el norte de Chile.

Créditos: 
NASA

Publicado en NASA el 21 de junio del 2.017.

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