Fusiones galácticas.

¿Por qué algunas uniones galácticas conducen a la fatalidad?

Imágenes de fusiones de galaxias por el Spìtzer.

Tres imágenes del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA muestran pares de galaxias en la cúspide de las consolidaciones cósmicas. Aunque las galaxias parecen separadas ahora, la gravedad las está uniendo y pronto se combinarán para formar nuevas galaxias fusionadas. Algunas galaxias fusionadas experimentarán miles de millones de años de crecimiento. Para otros, sin embargo, la fusión iniciará procesos que eventualmente detendrán la formación de estrellas, condenando a las galaxias a marchitarse prematuramente.

Esta imagen muestra la fusión de dos galaxias, conocida como NGC 7752 (más grande)
y NGC 7753 (más pequeña), también llamada colectivamente Arp86. En estas imágenes,
diferentes colores corresponden a diferentes longitudes de onda de la luz infrarroja.
Azul y verde son longitudes de onda emitidas por estrellas. El rojo es una longitud
de onda emitida principalmente por el polvo.
Crédito: NASA / JPL-Caltech - más información.

Solo un pequeño porcentaje de las galaxias en el universo cercano se están fusionando, pero las fusiones de galaxias fueron más comunes hace entre 6 mil millones y 10 mil millones de años, y estos procesos dieron forma profunda a nuestro moderno paisaje galáctico. Durante más de 10 años, los científicos que trabajan en la Encuesta LIRG All-sky de Great Observatories, u GOALS, han estado utilizando galaxias cercanas para estudiar los detalles de las fusiones de galaxias y usarlas como laboratorios locales para el período anterior en la historia del universo. La encuesta se ha centrado en 200 objetos cercanos, incluidas muchas galaxias en diversas etapas de fusión. Las imágenes de arriba muestran tres de esos objetivos, fotografiados por Spitzer.

En estas imágenes, diferentes colores corresponden a diferentes longitudes de onda de la luz infrarroja, que no son visibles para el ojo humano. El azul corresponde a 3,6 micrones y el verde a 4,5 micrones, ambos emitidos fuertemente por las estrellas. El rojo corresponde a 8,0 micrones, una longitud de onda emitida principalmente por el polvo.

Esta imagen muestra dos galaxias fusionadas conocidas como Arp 302, también llamadas
VV 340. En estas imágenes, diferentes colores corresponden a diferentes longitudes de
onda de la luz infrarroja. Azul y verde son longitudes de onda emitidas por estrellas.
El rojo es una longitud de onda emitida principalmente por el polvo.
Crédito: NASA / JPL-Caltech - más información.

Uno de los procesos primarios que se cree son responsables de una detención repentina en la formación de estrellas dentro de una galaxia fusionada es un agujero negro sobrealimentado. En el centro de la mayoría de las galaxias se encuentra un agujero negro supermasivo, una poderosa bestia de millones a miles de millones de veces más masiva que el Sol. Durante una fusión galáctica, el gas y el polvo son impulsados ​​hacia el centro de la galaxia, donde ayudan a hacer estrellas jóvenes y también alimentan el agujero negro central.

Pero esta repentina ráfaga de actividad puede crear un entorno inestable. Las ondas de choque o los vientos poderosos producidos por el agujero negro en crecimiento pueden barrer la galaxia, expulsando grandes cantidades de gas y deteniendo la formación de estrellas. Los flujos de salida suficientemente potentes o repetitivos pueden dificultar la capacidad de la galaxia para crear nuevas estrellas.

Esta imagen muestra la fusión de dos galaxias, conocida como NGC 6786 (derecha) y
UGC 11415 (izquierda), también llamada colectivamente VII Zw 96. Se compone de
imágenes de tres canales de la cámara de infrarrojos Spitzer (IRAC): IRAC channel 1 in
azul, canal 2 de IRAC en verde y canal 3 de IRAC en rojo.
Crédito: NASA / JPL-Caltech - más información.

La relación entre las fusiones, los estallidos de formación de estrellas y la actividad de los agujeros negros es compleja, y los científicos todavía están trabajando para entenderla completamente. Una de las galaxias recién fusionadas es el tema de un estudio detallado con el W.M. El Observatorio Keck en Hawai, en el que los científicos de GOALS buscaron ondas de choque galácticas impulsadas por el núcleo galáctico activo central, un objeto extremadamente brillante alimentado por un agujero negro súper masivo que se alimenta del material que lo rodea. La falta de firmas de choque sugiere que el papel de los núcleos galácticos activos en la configuración del crecimiento de la galaxia durante una fusión puede no ser sencillo.

Imagen de autor del observatorio espacial infrarrojo Spitzer de la NASA

La fusión de galaxias en el universo cercano parece especialmente brillante para observatorios de infrarrojos como Spitzer. Los estudios de GOALS también se han basado en observaciones de las galaxias objetivo por parte de otros observatorios espaciales, incluidos los telescopios espaciales Hubble y Chandra de la NASA, el satélite Herschel de la Agencia Espacial Europea, así como instalaciones en el terreno, como el Observatorio Keck, el National Science Foundation Very Large Array y el Atacama Large Millimeter Array.

JPL administra la misión del Telescopio Espacial Spitzer para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. Las operaciones científicas se llevan a cabo en el Centro de Ciencias Spitzer en Caltech en Pasadena, California. Las operaciones de la nave espacial se basan en Lockheed Martin Space en Littleton, Colorado. Los datos se archivan en el Infrared Science Archive ubicado en IPAC en Caltech.

Se puede obtener más información sobre la encuesta GOALS en el siguiente sitio: 

http://goals.ipac.caltech.edu

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calla.e.cofield@jpl.nasa.gov

• Publicado en Spitzer, 27 de febrero de 2.019, enlace a la publicación