La galaxia más luminosa está comiendo a sus vecinos.

Una galaxia llamada WISE J224607.55-052634.9.
La impresión de este artista muestra la galaxia WISE J224607.55-052634.9, la galaxia más luminosa jamás descubierta. Un nuevo estudio que utiliza datos de la Matriz Granzimétrica / submilimétrica de Atacama (ALMA) muestra que esta galaxia está produciendo polvo y otro material de tres de sus vecinos galácticos más pequeños. Créditos: (NRAO / AUI / NSF) S. Dagnello.

La galaxia más luminosa jamás descubierta es la canibalización no de una, ni de dos, sino al menos de tres de sus vecinos más pequeños, según un nuevo estudio publicado hoy (15 de noviembre del 2.018) en la revista Science y coautor de científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena. California El estudio muestra que el material que la galaxia está robando a sus vecinos probablemente contribuye a su brillo súper.

La galaxia, llamada WISE J224607.55-052634.9, descubierta por el Explorador de Infrarrojos de Campo Amplio (WISE) de la NASA en el espacio, no es de ninguna manera la galaxia más grande o más grande que conocemos, pero se irradia a 350 trillones de veces la luminosidad del sol. Si todas las galaxias estuvieran ubicadas a una distancia igual a la nuestra, WISE J224607.55-052634.9 (o W2246-0526 para abreviar) sería la más brillante.

Las nuevas observaciones que utilizan el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) en Chile revelan distintos rastros de polvo que se extraen de tres galaxias más pequeñas hacia W2246-0526. Los senderos contienen casi tanto material como las galaxias más pequeñas en sí, y no está claro si esas galaxias escaparán de su destino actual o serán completamente consumidas por su vecino luminoso.

Esta imagen, creada utilizando datos de radio de la Gran Matriz milimétrico/submilimétrico
 de Atacama (ALMA)
, muestra el W2246-0526 ya que elimina el material de tres
galaxias más pequeñas. W2246-0526 y uno de sus compañeros están en el centro;
la segunda galaxia está por encima de ellos; El tercero está en la parte inferior izquierda.
Créditos: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO); S. Dagnello (NRAO / AUI / NSF).
La mayor parte de la luminosidad récord del W2246-0526 proviene no solo de las estrellas, sino también de una colección de gas caliente y polvo concentrado alrededor del centro de la galaxia. En el corazón de esta nube se encuentra un agujero negro supermasivo, recientemente determinado como 4 mil millones de veces más masivo que el Sol. En la gravedad intensa, la materia cae hacia el agujero negro a altas velocidades, chocando entre sí y calentándose hasta millones de grados, lo que hace que el material brille con un brillo increíble. Las galaxias que contienen este tipo de estructuras luminosas, alimentadas por agujeros negros, se conocen como quásares.

Como cualquier motor en la Tierra, la enorme salida de energía del W2246-0526 requiere una entrada de combustible igualmente alta. En este caso, eso significa gas y polvo para formar estrellas y reponer la nube alrededor del agujero negro central. El nuevo estudio muestra que la cantidad de material que WJ2246-0526 acumula de sus vecinos es suficiente para reponer lo que se está consumiendo, manteniendo así la tremenda luminosidad de la galaxia.

"Es posible que este frenesí de alimentación haya estado en marcha durante algún tiempo, y esperamos que la fiesta galáctica continúe por al menos unos cientos de millones de años", dijo Tanio Díaz-Santos, de la Universidad Diego Portales en Santiago, Chile. Autor del estudio.

En el nuevo estudio, los científicos utilizaron imágenes de ALMA, una colección de antenas de radio individuales que funcionan juntas como un solo telescopio, para identificar los rastros polvorientos del material. La posición de los senderos de acreción sugiere fuertemente que contienen material que fluye entre W2246-0526 y las otras galaxias. Además, los senderos muestran la morfología correcta, es decir, la forma de los senderos es consistente con la forma en que debería fluir el material si se extrae de una galaxia a otra.

Esta imagen anotada realizada utilizando datos de radio de la Gran Matriz
métrica/submilimétrica de Atacama (ALMA)
muestra cómo W2246-0526 recibe
alimentación de tres galaxias compañeras (C1, C2 y C3). Una gran cola de marea
conecta C2 con la galaxia principal; los puentes de polvo conectan las otras dos
galaxias a W2246-0526.
Créditos: T. Díaz-Santos et al .; N. Lira; ALMA (ESO / NAOJ / NRAO).
Este tipo de canibalismo galáctico no es infrecuente. Los astrónomos han observado previamente que las galaxias se fusionan o acumulan materia de sus vecinos en el universo cercano. Por ejemplo, el par de galaxias conocidas colectivamente como "los ratones" se llaman así porque cada una tiene una cola larga y delgada de material de acreción que se separa de ella.

W2246-0526 es la galaxia más distante que se haya encontrado que acrecienta material de múltiples fuentes. La luz de W2246-0526 tardó 12.400 millones de años en llegar a nosotros, por lo que los astrónomos están viendo el objeto como estaba cuando nuestro universo tenía solo una décima parte de su edad actual de 13.800 millones de años. A esa distancia, las corrientes de material que caen en W2246-0526 son particularmente débiles y difíciles de detectar. El estudio se basa en 2,5 horas de tiempo de observación utilizando 40 de las antenas de radio de 12 metros de ALMA.

"Sabíamos de datos anteriores que había tres galaxias compañeras, pero no había evidencia de interacciones entre estos vecinos y la fuente central", dijo Díaz-Santos. "No estábamos buscando un comportamiento caníbal y no lo esperábamos, pero esta inmersión profunda con el observatorio ALMA lo deja muy claro".

W2246-0526 cae en una categoría especial de quásares particularmente luminosos conocidos como galaxias calientes y oscuras, o PERROS calientes. Los astrónomos piensan que la mayoría de los quásares obtienen parte de su combustible de fuentes externas. Una posibilidad es que estos objetos reciban un lento goteo de material del espacio entre las galaxias. Otra es que se alimentan de ráfagas al comerse otras galaxias, que parece estar ocurriendo con W2246-0526. No está claro si W2246-0526 es representativo de otros cuásares oscuros (aquellos con sus motores centrales ocultos por densas nubes de polvo) o si es un caso especial.

"Esta galaxia puede ser única, porque es casi el doble de luminosa que cualquier otra galaxia que hayamos encontrado con WISE y se formó muy temprano en la historia del universo", dijo Peter Eisenhardt, científico del proyecto JPL para WISE y coautor de El nuevo papel. "Pero hemos descubierto muchas otras galaxias con WISE que son similares a esta: distantes, polvorientas y miles de veces más luminosas que las galaxias típicas de hoy. Por lo tanto, con W2246-0526, podemos estar viendo lo que sucede durante una etapa clave. En la evolución de las galaxias y los cuásares oscurecidos ".

Imagen de autor de WISE (Explorador de Infrarrojos de Campo Amplio).
Crédito: NASA/JPL-Caltech.
En última instancia, la glotonería de la galaxia solo puede llevar a la autodestrucción. Los científicos plantean la hipótesis de que los cuásares oscuros que recogen demasiado material alrededor de ellos terminan vomitando gas y polvo de vuelta a través de la galaxia. Este ataque de material detiene la formación de nuevas estrellas, esencialmente empujando a la galaxia a retirarse, mientras que otras galaxias continúan renovándose con el nacimiento de nuevas estrellas.

Un estudio complementario sobre W2246-0526, publicado el 14 de noviembre en Astrophysical Journal, proporcionó la medición de masa para el agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia: 4 mil millones de veces la masa del Sol. Esta masa es grande, pero se pensaba que la luminosidad extrema de W2246-0526 requería un agujero negro supermasivo con una masa al menos tres veces mayor, según los autores del artículo. Resolver esta aparente contradicción requerirá más observaciones.

El Atacama Large Millimeter / submilimeter Array (ALMA), una instalación internacional de astronomía, es una asociación del Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales (NINS) de Japón en cooperación con la republica de chile. ALMA es financiado por ESO en nombre de sus Estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología (MOST) en Taiwán y por NINS en cooperación con la Academia Sínica (AS) en Taiwán y en el Instituto de Astronomía y Ciencia Espacial de Corea (KASI).

El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, administró y operó WISE para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. La nave operó hasta 2011. En septiembre de 2013, WISE se reactivó, cambió su nombre a NEOWISE y se le asignó una nueva misión para ayudar a los esfuerzos de la NASA para identificar objetos potencialmente peligrosos cercanos a la Tierra.

Enlaces de interés:

Contactos:
Calla Cofield
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
626-808-2469

Charles Blue
NRAO Public Information Officer
434-296-0314

Última actualización:15 de noviembre del 2.018, enlace artículo.
Editor: Tony Greicius.