Dos pavos reales cósmicos muestran el violento pasado de las Nubes de Magallanes.


Imágenes de las nubes moleculares N159E-Papillon Nebula (izquierda) y N159W Sur (derecha) obtenidas con ALMA. Los colores rojo y verde muestran la distribución del gas molecular en distintas velocidades observado en la emisión de 13CO. La zona en azul en la nebulosa N159E-Papillon representa el gas de hidrógeno ionizado observado con el telescopio espacial Hubble. El área en azul en N159W Sur representa la emisión de partículas de polvo observada con ALMA. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Fukui et al./Tokuda et al./telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) reveló dos nubes de gas con forma de pavo real en la Gran Nube de Magallanes. Un equipo de astrónomos descubrió dos estrellas bebés masivas en las complejas nubes filamentosas, un hallazgo que coincide con las simulaciones informáticas de colisiones de nubes de gas gigantes. Para los investigadores, la presencia de los filamentos y las jóvenes estrellas son el resultado de violentas interacciones ocurridas entre la Gran Nube de Magallanes y la Pequeña Nube de Magallanes hace 200 millones de años.

Los astrónomos saben que las estrellas se forman en nubes que colapsan. Sin embargo, los procesos de formación de las estrellas gigantes, con masas al menos 10 veces superiores a la del Sol, son difíciles de entender, puesto que no se sabe a ciencia cierta cómo se ha podido concentrar tanto material en zonas tan pequeñas. Algunos investigadores postulan que las interacciones de las galaxias crean un entorno perfecto para la formación de estrellas. Debido a la enorme gravedad, las nubes de las galaxias se revuelven y se estiran, y muchas veces entran en colisión unas con otras. De esa forma, se comprimen grandes cantidades de gas en áreas muy pequeñas, donde nacerían las estrellas masivas.

Los investigadores usaron ALMA para estudiar la estructura del denso gas presente en N159, una incubadora de estrellas de la Gran Nube de Magallanes. Gracias a la alta capacidad de resolución de ALMA, lograron obtener un mapa detallado de las nubes en dos subregiones, la nebulosa N159E-Papillon y el campo N159W Sur.

Lo interesante es que ambas nubes tienen un aspecto muy similar, con filamentos de gas en forma de aspas que se extienden hacia el norte y ejes centrales en el sur. Las observaciones de ALMA también permitieron detectar varias estrellas bebés masivas en los filamentos en ambas regiones.

“Es extraño que se hayan formado dos nubes con la misma estructura y estrellas bebés de edad similar en dos regiones a 150 años luz de distancia”, comenta Kazuki Tokuda, investigador de la Universidad de la Prefectura de Osaka y del Observatorio Astronómico Nacional de Japón. “Debe haber una causa común para ambos objetos. La interacción entre la Gran Nube de Magallanes y la Pequeña Nube de Magallanes es una explicación bastante plausible”.

En 2017, el profesor de la Universidad de Nagoya Yasuo Fukui y su equipo revelaron el movimiento del gas de hidrógeno en la Gran Nube de Magallanes y descubrieron que un componente gaseoso muy cerca de N159 se desplazaba a velocidades distintas del resto de las nubes. Para explicar este fenómeno, postularon que el brote de formación estelar era causado por un flujo masivo de gas proveniente de la Pequeña Nube de Magallanes y la Gran Nube de Magallanes, generado a su vez por el encuentro de ambas galaxias hace 200 millones de años.

Las dos nubes en forma de pavo real reveladas por ALMA ahora avalan esta hipótesis. Las simulaciones informáticas, que muestran la formación de numerosas estructuras filamentosas en un corto período tras la colisión de dos nubes, también confirman esta teoría.

“Por primera vez, revelamos con un gran nivel de detalle el vínculo entre la formación de estrellas masivas y las interacciones galácticas”, celebra Fukui, autor principal de los artículos publicados. “Este es un importante paso para entender el proceso de formación de cúmulos de estrellas masivas en los cuales las interacciones entre galaxias tienen una gran incidencia”.

Información adicional.

Los resultados de la investigación se presentaron en dos artículos publicados en la revista The Astrophysical Journal el 14 de noviembre de 2019:

  • Fukui et al., “An ALMA view of molecular filaments in the Large Magellanic Cloud I: The formation of high-mass stars and pillars in the N159E-Papillon Nebula triggered by a cloud-cloud collision” (‘Vista de filamentos moleculares en la Gran Nube de Magallanes I con ALMA: formación de pilares y estrellas de gran masa en la nebulosa N159E-Papillon causada por una colisión de nubes’), enlace artículo.
  • Tokuda et al., “An ALMA view of molecular filaments in the Large Magellanic Cloud II: An early stage of high-mass star formation embedded at colliding clouds in N159W-South” (‘Vista de filamentos moleculares en la Gran Nube de Magallanes II con ALMA: etapas iniciales de formación de estrellas de gran masa empotradas en nubes en colisión en N159W Sur’), enlace artículo.

El equipo de investigación estuvo integrado por:
Yasuo Fukui (Universidad de Nagoya), Kazuki Tokuda (Universidad de la Prefectura de Osaka/Observatorio Astronómico Nacional de Japón), Kazuya Saigo (Observatorio Astronómico Nacional de Japón), Ryohei Harada (Universidad de la Prefectura de Osaka), Kengo Tachihara (Universidad de Nagoya), Kisetsu Tsuge (Nagoya Universidad), Tsuyoshi Inoue (Universidad de Nagoya), Kazufumi Torii (Observatorio Astronómico Nacional de Japón), Atsushi Nishimura (Universidad de Nagoya), Sarolta Zahorecz (Universidad de la Prefectura de Osaka/Observatorio Astronómico Nacional de Japón), Omnarayani Nayak (Space Telescope Science Institute), Margaret Meixner (Universidad Johns Hopkins/Space Telescope Science Institute), Tetsuhiro Minamidani (Observatorio Astronómico Nacional de Japón), Akiko Kawamura (Observatorio Astronómico Nacional de Japón), Norikazu Mizuno (Observatorio Astronómico Nacional de Japón/Joint ALMA Observatory), Remy Indebetouw (Universidad de Virginia/Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos), Marta Sewiło (Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA/Universidad de Maryland), Suzanne Madden (Universidad Paris-Saclay), Maud Galametz (Universidad Paris-Saclay), Vianney Lebouteiller (Universidad Paris-Saclay), C.-H. Rosie Chen (Instituto Max Planck de Radioastronomía) y Toshikazu Onishi (Universidad de la Prefectura de Osaka)

La investigación se financió con fondos JSPS KAKENHI (22244014, 23403001, 26247026, 18K13582, 18K13580,18H05440), la Beca de Investigación Científica de ALMA NAOJ número 2016-03B y el fondo 80GSFC17M0002 de la NASA.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.

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• Publicado en ALMA el 14 de noviembre del 2.019, enlace artículo.

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