Se desarrolla una biblioteca de historias galácticas a partir del movimiento de sus estrellas.

Gracias al sondeo CALIFA se han completado mapas del movimiento orbital de las estrellas de una muestra de trescientas galaxias, que constituye una información fundamental para saber cómo se formaron y evolucionaron.

Se desarrolla una biblioteca galáctica a partir del movimiento de sus estrellas.

Del mismo modo que el Sol se mueve alrededor del centro de nuestra Galaxia, la Vía Láctea, todas las estrellas en las diferentes galaxias se mueven en órbitas: algunas muestran rotaciones muy rígidas, en tanto que otras pueden moverse más aleatoriamente sin una rotación clara. Y, comparando la fracción de estrellas con distintos tipos de órbitas, podemos conocer cómo sus galaxias nacieron y evolucionaron. Ahora, un grupo internacional de astrónomos ha obtenido, por primera vez de forma directa, la distribución orbital de una muestra de más de trescientas galaxias del universo local. Los resultados, publicados en la revista Nature Astronomy, se basan en el sondeo CALIFA, un proyecto desarrollado desde el Observatorio de Calar Alto (CAHA, MPG/CSIC) que fue concebido desde el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).

Las galaxias son las estructuras más grandes del cosmos, y su estudio permite comprender la historia del universo. La formación de galaxias implica el ensamblaje jerárquico de halos de materia oscura (un tipo de materia que no se ha observado directamente y cuya existencia y propiedades se deducen de sus efectos gravitacionales), junto con la condensación de materia normal en el centro de los halos, donde se forman las estrellas. Las estrellas que se forman a partir de un disco de gas estable y que permanecen sin sobresaltos dinámicos presentarán órbitas casi circulares, mientras que las estrellas con movimientos aleatorios son el resultado de entornos turbulentos, ya sea al nacer o después, debido a las fusiones galácticas.

Por lo tanto, el movimiento de las estrellas es como un libro de historia, que registra la información sobre el entorno en el que nacen y crecen, y puede decirnos cómo se formó la galaxia que las alberga. "Sin embargo, el movimiento de cada estrella individual no es directamente observable en otras galaxias. Las galaxias externas se proyectan en el plano de observación como una imagen y no podemos resolver las estrellas discretas en él -apunta Ling Zhu, investigadora del Instituto Max Planck de Astronomía que encabeza el estudio-. CALIFA utiliza una técnica recientemente desarrollada, la espectroscopía de campo integral, que puede observar las galaxias externas de tal manera que proporciona el movimiento total de las estrellas. Por lo tanto, podemos obtener mapas cinemáticos de cada galaxia".

Los investigadores construyeron modelos para cada galaxia superponiendo las estrellas en diferentes tipos de órbitas y, al restringir el modelo con la imagen observada y los mapas cinemáticos, pudieron determinar la cantidad de estrellas que se mueven en diferentes tipos de órbitas en cada galaxia, lo que se conoce como distribución de órbitas estelares. El equipo ha construido modelos para trescientas galaxias, representativas de las propiedades generales de las galaxias en el universo local.

Por lo tanto, el movimiento de las estrellas es como un libro de historia, que registra la información sobre el entorno en el que nacen y crecen, y puede decirnos cómo se formó la galaxia que las alberga. "Sin embargo, el movimiento de cada estrella individual no es directamente observable en otras galaxias. Las galaxias externas se proyectan en el plano de observación como una imagen y no podemos resolver las estrellas discretas en él, apunta Ling Zhu, investigadora del Instituto Max Planck de Astronomía que encabeza el estudio. CALIFA utiliza una técnica recientemente desarrollada, la espectroscopía de campo integral, que puede observar las galaxias externas de tal manera que proporciona el movimiento total de las estrellas. Por lo tanto, podemos obtener mapas cinemáticos de cada galaxia".

Los investigadores construyeron modelos para cada galaxia superponiendo las estrellas en diferentes tipos de órbitas y, al restringir el modelo con la imagen observada y los mapas cinemáticos, pudieron determinar la cantidad de estrellas que se mueven en diferentes tipos de órbitas en cada galaxia, lo que se conoce como distribución de órbitas estelares. El equipo ha construido modelos para trescientas galaxias, representativas de las propiedades generales de las galaxias en el universo local.

Referencia:
L. Zhu et al. "The stellar orbit distribution in present-day galaxies inferred from the CALIFA survey". Nature Astronomy. DOI: 10.1038/s41550-017-0348-1

Contacto:
Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC)
Unidad de Divulgación y Comunicación
Silbia López de Lacalle - sll[arroba]iaa.es - 958230532

• Publicado en el Instituto de Astrofísica de Andalucía, IAA, el 3 de enero del 2018.