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¡Galaxias enloquecidas!

Galaxias en distintas etapas en su proceso de fusión.

¡Galaxias enloquecidas! Cincuenta y nueve nuevas imágenes de galaxias en colisión constituyen la colección más grande de imágenes del Hubble jamás publicadas juntas. Como ilustra este asombroso atlas del Hubble de galaxias en interacción, las colisiones de galaxias producen una notable variedad de estructuras intrincadas. La mayoría de las 59 nuevas imágenes del Hubble son parte de una gran investigación de galaxias infrarrojas luminosas y ultraluminosas llamada proyecto GOALS (Great Observatories All-sky LIRG Survey). Esta encuesta combina observaciones del Hubble, el Observatorio Espacial Spitzer de la NASA, el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA y el Explorador de Galaxias de la NASA. Las observaciones del Hubble están dirigidas por el profesor Aaron S. Evans de la Universidad de Virginia y el Observatorio Nacional de Radioastronomía (EE. UU.). Crédito: NASA, ESA, el Hubble Heritage Team (STScI / AURA) -ESA / Hubble Collaboration y A. Evans (Universidad de Virginia, Charlottesville / NRAO / Stony Brook University), K. Noll (STScI) y J. Westphal ( Caltech)


Cincuenta y nueve nuevas imágenes de galaxias en colisión conforman la colección más grande de imágenes de Hubble que se hayan lanzado juntas. Como lo ilustra este asombroso atlas del Hubble de galaxias que interactúan, las colisiones de las galaxias producen una notable variedad de estructuras intrincadas.

IC 2810 es una galaxia de disco vista casi de canto. Se ve ligeramente perturbado por la interacción gravitacional con un compañero polvoriento más pequeño (ubicado en la parte inferior de la imagen). La galaxia más grande muestra nudos azules de formación estelar. Aunque el par no tiene una región superpuesta en la actualidad, es posible que los dos eventualmente choquen en el futuro. IC 2810 se encuentra en la constelación de Leo, el León, a unos 450 millones de años luz de distancia. Esta imagen es parte de una gran colección de 59 imágenes de galaxias fusionadas tomadas por el Telescopio Espacial Hubble y lanzadas con motivo de su 18º aniversario el 24 de abril de 2008. Crédito: NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI / AURA) - ESA / Hubble Collaboration y A. Evans (Universidad de Virginia, Charlottesville / NRAO / Stony Brook University)


Las galaxias que interactúan se encuentran en todo el Universo, a veces como colisiones dramáticas que desencadenan explosiones de formación estelar, en otras ocasiones como fusiones furtivas que resultan en nuevas galaxias. Una serie de 59 nuevas imágenes de galaxias colisionantes ha sido liberada de varios terabytes de imágenes en bruto archivadas del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA para conmemorar el 18 aniversario del lanzamiento del telescopio. Esta es la colección más grande de imágenes de Hubble que se haya lanzado al público simultáneamente.

Se cree que las fusiones galácticas, que eran más comunes en el Universo primitivo de lo que son hoy en día, son una de las principales fuerzas impulsoras de la evolución cósmica, convirtiéndose en cuásares, desencadenando frenéticos nacimientos de estrellas y explosivas muertes estelares. Incluso las galaxias aparentemente aisladas mostrarán signos en su estructura interna de que han experimentado una o más fusiones en el pasado. Cada una de las diversas galaxias fusionadas en esta serie de imágenes es una instantánea de un instante diferente en el largo proceso de interacción.

Esta imagen del Hubble muestra un hermoso par de galaxias espirales en interacción con brazos giratorios. El más pequeño de los dos, denominado LEDA 62867 y colocado a la izquierda del marco, parece ser seguro por ahora, pero probablemente será tragado por la galaxia espiral más grande, NGC 6786 (a la derecha), eventualmente. Ya hay alguna alteración visible en ambos componentes. El par es el número 538 en el Catálogo de Pares de Galaxias de Karachentsev. Se vio explotar una supernova en la gran espiral en 2004. NGC 6786 se encuentra en la constelación de Draco, el Dragón, a unos 350 millones de años luz de distancia. Esta imagen es parte de una gran colección de 59 imágenes de galaxias fusionadas tomadas por el Telescopio Espacial Hubble y lanzadas con motivo de su 18º aniversario el 24 de abril de 2008. Crédito: NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI / AURA) - ESA / Hubble Collaboration y A. Evans (Universidad de Virginia, Charlottesville / NRAO / Stony Brook University)

Nuestra propia Vía Láctea contiene los restos de las galaxias más pequeñas que ha encontrado y devorado en el pasado, y actualmente está absorbiendo la galaxia elíptica enana de Sagitario. A su vez, parece como si nuestra Vía Láctea estuviera incluida en su vecino gigante, la galaxia de Andrómeda, que da como resultado una galaxia elíptica, llamada "Milkomeda" o "Lactomeda", el nuevo hogar de la Tierra, el Sol y el resto del Sistema Solar en cerca de dos mil millones de años. Las dos galaxias se están aproximando unas a otras a aproximadamente 500,000 kilómetros por hora.

Las observaciones de vanguardia y sofisticados modelos de computadora, como los iniciados por los dos hermanos estonios Alar Toomre y Juri Toomre en la década de 1970, demuestran que las colisiones de galaxias son mucho más comunes de lo que se pensaba. Las interacciones son asuntos majestuosos lentos, a pesar de las velocidades relativas típicamente altas de las galaxias que interactúan, tomando cientos de millones de años en completarse. Las interacciones generalmente siguen la misma progresión y son impulsadas por la atracción mareomotriz de la gravedad. Las colisiones reales entre estrellas son raras ya que gran parte de una galaxia es simplemente espacio vacío, pero a medida que las redes gravitacionales que unen las estrellas en cada galaxia comienzan a enmallarse, los fuertes efectos de las mareas alteran y distorsionan los viejos patrones que conducen a nuevas estructuras y finalmente a una nueva configuración estable.

UGC 8335 es un par de galaxias espirales que interactúan fuertemente que se asemejan a dos patinadores sobre hielo. La interacción ha unido las galaxias a través de un puente de material y ha arrancado dos colas de gas y estrellas fuertemente curvadas de las partes exteriores de sus "cuerpos". Ambas galaxias muestran líneas de polvo en sus centros. UGC 8335 se encuentra en la constelación de la Osa Mayor, la Osa Mayor, a unos 400 millones de años luz de la Tierra. Es la galaxia 238 en el Atlas de galaxias peculiares de Arp. Esta imagen es parte de una gran colección de 59 imágenes de galaxias fusionadas tomadas por el Telescopio Espacial Hubble y lanzadas con motivo de su 18º aniversario el 24 de abril de 2008. Crédito: NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI / AURA) - ESA / Hubble Collaboration y A. Evans (Universidad de Virginia, Charlottesville / NRAO / Stony Brook University)


La atracción de la Luna que produce el aumento y la caída dos veces al día de los océanos de la Tierra ilustra la naturaleza de las interacciones de las mareas. Las mareas entre las galaxias son mucho más destructivas que las mareas oceánicas por dos razones principales. En primer lugar, las estrellas en galaxias, a diferencia de la materia que compone la Tierra, están unidas por la fuerza de la gravedad. En segundo lugar, las galaxias pueden pasar mucho más cerca unas de otras, en relación con su tamaño, que la Tierra y la Luna. Los miles de millones de estrellas en cada galaxia que interactúa se mueven individualmente, siguiendo la atracción de la gravedad de todas las otras estrellas, de modo que las fuerzas de marea entretejidas pueden producir los efectos más intrincados y variados a medida que las galaxias pasan cerca unas de otras.
Arp 272 es una colisión notable entre dos galaxias espirales, NGC 6050 e IC 1179, y es parte del Cúmulo de Galaxias Hércules, ubicado en la constelación de Hércules. El cúmulo de galaxias es parte de la Gran Muralla de cúmulos y supercúmulos, la estructura más grande conocida en el Universo. Las dos galaxias espirales están unidas por sus brazos giratorios. Arp 272 se encuentra a unos 450 millones de años luz de la Tierra. Esta imagen es parte de una gran colección de 59 imágenes de galaxias fusionadas tomadas por el Telescopio Espacial Hubble y lanzadas con motivo de su 18º aniversario el 24 de abril de 2008. Crédito: NASA, ESA, el Hubble Heritage Team (STScI / AURA) - Colaboración ESA / Hubble y K. Noll (STScI)

Típicamente, el primer signo tentativo de una interacción será un puente de materia ya que los primeros suaves remolcadores de la gravedad extraen el polvo y el gas de las galaxias que se aproximan [1] (IC 2810). A medida que los confines externos de las galaxias comienzan a entremezclarse, largas tiras de gas y polvo, conocidas como colas de marea, se estiran y se recogen para envolver los núcleos (NGC 6786, UGC 8335, NGC 6050). Estas colas de marea largas, a menudo espectaculares, son la firma de una interacción y pueden persistir mucho después de que la acción principal haya terminado. A medida que los núcleos de las galaxias se aproximan entre sí, las nubes de gas y polvo son sacudidas y aceleradas dramáticamente por la atracción conflictiva de la materia desde todas las direcciones (NGC 6621, NGC 5256). Estas fuerzas pueden provocar ondas de choque ondulando a través de las nubes interestelares (ARP 148). El gas y el polvo se desvían hacia las regiones centrales activas, alimentando ráfagas de formación estelar que aparecen como nudos azules característicos de estrellas jóvenes (NGC 454). A medida que las nubes de polvo se forman, se calientan para que irradien con fuerza, convirtiéndose en algunos de los objetos infrarrojos más brillantes (luminosos y ultraluminosos) (APG 220) en el cielo.

Arp 81 es un par de galaxias que interactúan fuertemente, vistas unos 100 millones de años después de su aproximación más cercana. Consiste en NGC 6621 (a la derecha) y NGC 6622 (a la izquierda). NGC 6621 es la más grande de las dos y es una galaxia espiral muy perturbada. El encuentro ha sacado una larga cola de NGC 6621 que ahora se ha envuelto detrás de su cuerpo. La colisión también ha provocado una extensa formación de estrellas entre las dos galaxias. Los científicos creen que Arp 81 tiene una colección más rica de cúmulos de estrellas masivas jóvenes que las notables galaxias Antennae (que están mucho más cerca que Arp 81). La pareja está ubicada en la constelación de Draco, aproximadamente a 300 millones de años luz de la Tierra. Arp 81 es la galaxia número 81 en el Atlas de galaxias peculiares de Arp. Esta imagen es parte de una gran colección de 59 imágenes de galaxias fusionadas tomadas por el Telescopio Espacial Hubble y lanzadas con motivo de su 18º aniversario el 24 de abril de 2008. Crédito: NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI / AURA) - ESA / Hubble Collaboration y W. Keel (Universidad de Alabama, Tuscaloosa)


Estos objetos emiten hasta varios miles de millones de veces la luminosidad de nuestro Sol. Son las galaxias que forman las estrellas más rápidamente en el Universo de hoy y están relacionadas con la aparición de cuásares. A diferencia de las galaxias espirales estándar como la Vía Láctea, que irradian estrellas y gas caliente distribuidas en todo su lapso de quizás 100.000 años luz, la energía en las galaxias infrarrojas luminosas y ultraluminosas se genera principalmente en su porción central, en una extensión de 1.000 a 10.000 años luz. Esta energía emana tanto de los vigorosos procesos de formación estelar, que pueden generar hasta unos cientos de masas solares de estrellas nuevas por año (en comparación, la Vía Láctea genera unas pocas masas solares de estrellas nuevas por año) y de agujeros negros de acreción masiva. , de un millón a un billón de veces la masa del Sol, en la región central.

NGC 5256, también conocida como Markarian 266, es un ejemplo sorprendente de dos galaxias de disco que están a punto de fusionarse. Espectaculares serpentinas de gas rodean los dos núcleos y llamativos senderos azules en espiral indican la formación de estrellas recientes. La forma del objeto está muy alterada y las observaciones en varios regímenes de longitud de onda (infrarrojos, ondas milimétricas y radio) proporcionan evidencia adicional de una explosión estelar en este sistema. NGC 5256 se encuentra en la constelación de la Osa Mayor, la Osa Mayor, a unos 350 millones de años luz de la Tierra. Cada galaxia también contiene un núcleo galáctico activo, evidencia de que el caos está permitiendo que el gas caiga en las regiones alrededor de los agujeros negros centrales, además de alimentar estallidos estelares. Observaciones recientes del Observatorio de rayos X de Chandra muestran que ambos núcleos, así como una región de gas caliente entre ellos, se han calentado por las ondas de choque impulsadas por la colisión de nubes de gas a altas velocidades. Esta imagen es parte de una gran colección de 59 imágenes de galaxias fusionadas tomadas por el Telescopio Espacial Hubble y lanzadas con motivo de su 18º aniversario el 24 de abril de 2008. Crédito: NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI / AURA) - Colaboración ESA / Hubble y A. Evans (Universidad de Virginia, Charlottesville / NRAO / Universidad Stony Brook).


Las regiones de formación de estrellas intensas y los niveles altos de radiación infrarroja y de infrarrojo lejano son típicos del período central más activo de la interacción y se ven en muchos de los objetos de esta versión. Otros signos visibles de una interacción son interrupciones en los núcleos de galaxias (NGC 3256, NGC 17). Esta interrupción puede persistir mucho después de la interacción, tanto para el caso donde una galaxia más grande se ha tragado a un compañero mucho más pequeño y donde dos galaxias más emparejadas se han separado finalmente.

La mayoría de las 59 nuevas imágenes del Hubble son parte de una gran investigación de galaxias infrarrojas luminosas y ultraluminosas llamadas el proyecto GOALS (Great Observatories All-sky LIRG Survey). Este estudio combina observaciones del Hubble, el Observatorio Espacial Spitzer de la NASA, el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA y el Explorador Galaxy de la NASA. Las observaciones del Hubble están dirigidas por el profesor Aaron S. Evans de la Universidad de Virginia y el Observatorio Nacional de Radioastronomía (EE. UU.).

Arp 148 es la asombrosa secuela de un encuentro entre dos galaxias, que resulta en una galaxia en forma de anillo y una compañera de cola larga. La colisión entre las dos galaxias progenitoras produjo un efecto de onda de choque que primero atrajo materia hacia el centro y luego hizo que se propagara hacia afuera en un anillo. El compañero alargado perpendicular al anillo sugiere que Arp 148 es una instantánea única de una colisión en curso. Las observaciones infrarrojas revelan una fuerte región de oscurecimiento que aparece como una línea de polvo oscuro a través del núcleo en luz óptica. Arp 148 recibe el sobrenombre de "objeto de Mayall" y se encuentra en la constelación de la Osa Mayor, la Osa Mayor, aproximadamente a 500 millones de años luz de distancia. Este par de galaxias que interactúan está incluido en el catálogo de Arp de galaxias peculiares como número 148. Esta imagen es parte de una gran colección de 59 imágenes de galaxias fusionadas tomadas por el Telescopio Espacial Hubble y lanzadas con motivo de su 18º aniversario el 24 de abril de 2008. .Crédito: NASA, ESA, el Hubble Heritage Team (STScI / AURA) -ESA / Hubble Collaboration y A. Evans (Universidad de Virginia, Charlottesville / NRAO / Stony Brook University), K. Noll (STScI) y J. Westphal (Caltech)


Varias de las galaxias que interactúan aquí se incluyen en el Atlas de peculiares galaxias, un notable catálogo producido por el astrónomo Halton Arp a mediados de la década de 1960 que se basó en el trabajo de B.A. Vorontsov-Velyaminov desde 1959. Arp compiló el catálogo en un intento pionero de resolver el misterio de las extrañas formas de las galaxias observadas por los telescopios terrestres. Hoy, las estructuras peculiares vistas por Arp y otros son bien entendidas como el resultado de interacciones gravitacionales complejas.

Notas
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.

Crédito: 
NASA, ESA, el Equipo del Patrimonio Hubble (STScI / AURA) -ESA / Hubble Collaboration y A. Evans (Universidad de Virginia, Charlottesville / NRAO / Stony Brook University)

NGC 454 es un par de galaxias que comprende una gran galaxia elíptica roja y una galaxia azul irregular rica en gas. El sistema se encuentra en las primeras etapas de una interacción que ha distorsionado severamente ambos componentes. Los tres nudos azules brillantes de estrellas muy jóvenes a la izquierda de los dos componentes principales son probablemente parte de la galaxia azul irregular. Aunque las líneas de polvo que se extienden hasta el centro de la galaxia elíptica sugieren que el gas ha penetrado tan lejos, no se ven signos de formación de estrellas o actividad nuclear. La pareja está aproximadamente a 164 millones de años luz de distancia. Esta imagen es parte de una gran colección de 59 imágenes de galaxias fusionadas tomadas por el Telescopio Espacial Hubble y lanzadas con motivo de su 18º aniversario el 24 de abril de 2008. Crédito: NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI / AURA) - ESA / Hubble Collaboration y A. Evans (Universidad de Virginia, Charlottesville / NRAO / Stony Brook University)

Agradecimientos por este lanzamiento fotográfico:
Líder del proyecto: Lars Lindberg Christensen
Procesamiento de imágenes: Davide de Martin (ESA / Hubble) y Zolt Levay (STScI)
Limpieza cosmética: Amit Kapadia, Nuno Marques, Maximilian Kaufl (ESA / Hubble)
Corrección del color y ajustes cosméticos: Zolt Levay (STScI) y Martin Kornmesser (ESA / Hubble)
Investigador principal de HST: A. Evans (Universidad de Virginia, Charlottesville / NRAO / Stony Brook), y los PI de las Propuestas de Hubble 9735, 11091, 6276, 10575, 7129, 7467, 6438.
Oleoducto de procesamiento astronómico: el equipo STScI ACS
Archivado de datos e implementación de canalización: el archivo ESO / ST-ECF y el archivo STScI
Información textual: Ana Margarida Lopes, Will Gater, Anne Rhodes, Raquel Yumi Shida y Lars Lindberg Christensen (ESA / Hubble)
Productos web: Raquel Yumi Shida (ESA / Hubble) y Stratis Kakadelis (STScI).

Arp 220 parece ser una única galaxia de aspecto extraño, pero de hecho es un ejemplo cercano de las secuelas de una colisión entre dos galaxias espirales. Es la más brillante de las tres fusiones galácticas más cercanas a la Tierra, a unos 250 millones de años luz de distancia en la constelación de Serpens, la Serpiente. La colisión, que comenzó hace unos 700 millones de años, provocó un estallido de formación de estrellas, lo que resultó en unos 200 enormes cúmulos de estrellas en una región compacta y polvorienta de unos 5.000 años luz de diámetro (alrededor del 5 por ciento del diámetro de la Vía Láctea). La cantidad de gas en esta pequeña región es igual a la cantidad de gas en toda la Vía Láctea. Los cúmulos de estrellas son los nudos brillantes de color blanco azulado visibles en la imagen del Hubble. Arp 220 brilla más intensamente en luz infrarroja y es una galaxia infrarroja ultraluminosa. Las observaciones previas del Hubble, tomadas en el infrarrojo a una longitud de onda que mira a través del polvo, han descubierto los núcleos de las galaxias madre con una separación de 1.200 años luz. Las observaciones con el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA también han revelado rayos X provenientes de ambos núcleos, lo que indica la presencia de dos agujeros negros supermasivos. Arp 220 es la galaxia número 220 en el Atlas de galaxias peculiares de Arp. Esta imagen es parte de una gran colección de 59 imágenes de galaxias fusionadas tomadas por el Telescopio Espacial Hubble y lanzadas con motivo de su 18º aniversario el 24 de abril de 2008. Crédito: NASA, ESA, el Hubble Heritage Team (STScI / AURA) - ESA / Hubble Collaboration y A. Evans (Universidad de Virginia, Charlottesville / NRAO / Stony Brook University)

Eenlaces de interés:

• NASA/Hubble Press Release.
• NASA/Heritage press release.
• Original Arp Atlas images.
• GOALS WebPage.
• Hubble and the GOALS Survey factsheet (PDF file).
• Hubble at GOALS.
• FITS files at NASA/STScI.

Nota autor.

[1] Las imágenes las he colocado en orden para seguir la posible secuencia cuando dos galaxias se fusionan. Todo esto se puede sintetizar en la siguiente imagen.

Proceso de fusión galáctica.


Galaxias salvajes.

Estas imágenes muestran 6 instantáneas diferentes de galaxias en diferentes etapas de fusión. Se necesitan cientos de millones de años para que se complete una fusión, por lo que las etapas individuales se ilustran con diferentes imágenes de las cincuenta y nueve nuevas imágenes de galaxias en colisión que conforman la colección más grande de imágenes del Hubble jamás publicadas juntas. Como ilustra este asombroso atlas del Hubble de galaxias en interacción, las colisiones de galaxias producen una notable variedad de estructuras intrincadas.

1. Normalmente, el primer signo de interacción será un puente de materia cuando los primeros tirones suaves de la gravedad saquen el polvo y el gas de las galaxias que se aproximan.

2. A medida que los confines de las galaxias comienzan a entremezclarse, largas serpentinas de gas y polvo, conocidas como colas de marea, se extienden y retroceden para envolver los núcleos.

3. Estas largas colas de marea, a menudo espectaculares, son la firma de una interacción y pueden persistir mucho después de que termine la acción principal.

4. A medida que los núcleos de las galaxias se acercan, sus nubes de gas y polvo son golpeadas y aceleradas dramáticamente por la atracción conflictiva de la materia desde todas las direcciones. Estas fuerzas pueden provocar ondas de choque que se propagan a través de las nubes interestelares.

5. El gas y el polvo son desviados hacia las regiones centrales activas, alimentando estallidos de formación de estrellas que aparecen como nudos azules característicos de estrellas jóvenes. A medida que las nubes de polvo se acumulan, se calientan de modo que irradian con fuerza, convirtiéndose en algunos de los objetos infrarrojos más brillantes del cielo.

6. Algunas de las galaxias muestran características llamativas y muy distorsionadas, con líneas de polvo que se cruzan entre las galaxias y largos filamentos de estrellas y gas que se extienden mucho más allá de las regiones centrales. Galaxias bellamente entretejidas son el resultado retorcido de estos encuentros gigantescos. Estas interacciones colosales y violentas entre las galaxias desencadenan la formación de estrellas a partir de las grandes nubes de gas en explosiones deslumbrantes y dramáticas, creando cúmulos de estrellas azules brillantes.

La mayoría de las 59 nuevas imágenes del Hubble son parte de una gran investigación de galaxias infrarrojas luminosas y ultraluminosas llamada proyecto GOALS (Great Observatories All-sky LIRG Survey). Esta encuesta combina observaciones del Hubble, el Observatorio Espacial Spitzer de la NASA, el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA y el Explorador de Galaxias de la NASA. Las observaciones del Hubble están dirigidas por el profesor Aaron S. Evans de la Universidad de Virginia y el Observatorio Nacional de Radioastronomía (EE. UU.).

Crédito:
NASA, ESA, el Hubble Heritage Team (STScI / AURA) -ESA / Hubble Collaboration y A. Evans (Universidad de Virginia, Charlottesville / NRAO / Stony Brook University), K. Noll (STScI) y J. Westphal (Caltech)

Contactos.

Aaron Evans

Department of Astronomy
University of Virginia, Charlottesville, USA

Lars Lindberg Christensen

Hubble/ESA, Garching, Germany
Tel: +49-(0)89-3200-6306
Cellular: +49-(0)173-3872-621
E-mail: lars@eso.org

Ray Villard

Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA
Tel: +1-410-338-4514

• Publicado en ESA/Hubble el 24 de abril del 2.008, enlace publicación.

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