El observatorio SOFIA observa formación estelar cerca del centro galáctico

Observar la emisión de carbono ionizado de Sagitario B proporciona información crítica sobre la formación de estrellas en nuestra propia galaxia y más allá.

Sagitario, o Sgr B, una nube de gas y polvo cerca del centro de la Vía Láctea, es una de las fuentes más brillantes de la Zona Molecular Central, un área masiva y densa de gas en el centro de nuestra galaxia, hogar de una densidad estelar muy alta con altas velocidades de formación de estrellas y nubes turbulentas de gas molecular. A menos de 27.000 años luz de distancia, Sgr B es un vecino relativamente cercano, por lo que es una región útil para estudiar, tanto como un proxy para comprender otras galaxias en todo el universo y también para comprender nuestro propio centro galáctico.

Izquierda: una imagen de la región de Sagitario B en el centro galáctico tomada por el instrumento FORCAST de SOFIA, combinada con imágenes del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA y el Observatorio Espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea. Derecha: contornos de intensidad de carbono ionizado de la región B de Sagitario. El patrón de rayas es un artefacto de escaneo debido al movimiento del telescopio. En ambos paneles, las cruces indican la ubicación de los tres núcleos de formación estelar de Sagitario B2. Crédito: Izquierda: NASA / SOFIA / JPL-Caltech / ESA / Herschel; Derecha: Harris et al., 2021

En particular, observar la concentración de carbono ionizado en una nube molecular como Sgr B es un método poderoso para probar las propiedades del sistema, incluido su nivel de formación de estrellas.

Usando el receptor alemán actualizado de SOFIA para astronomía en frecuencias de Terahertz, o upGREAT, un equipo de investigadores obtuvo imágenes de las características de carbono ionizado de Sgr B. GREAT tiene una amplia resolución espectral para estudiar Sgr B en detalle a escalas que van desde pequeñas nubes hasta regiones de formación de estrellas, lo que permite los científicos para comprender la dinámica del gas dentro de nuestro centro galáctico. Las capacidades de imágenes rápidas de UpGREAT y la resolución de velocidad detallada fueron cruciales para permitir el estudio, que es parte de un escaneo mucho más grande del área.

Entre una serie de hallazgos, los astrónomos notaron que la emisión constante de carbono de Sgr B implica que toda la región está conectada físicamente, lo que la convierte en una estructura continua que abarca aproximadamente 34 por 15 parsecs, o aproximadamente 111 por 49 años luz. Es espacialmente complejo, compuesto por arcos y crestas que experimentan un movimiento turbulento a gran escala.

Al comparar el brillo de diferentes líneas de emisión, el grupo obtuvo una estimación de la proporción de emisión de carbono ionizado proveniente de regiones dominadas por hidrógeno ionizado en comparación con la emisión de regiones de fotodisociación, que son creadas por fotones ultravioleta lejanos de estrellas masivas.

En particular, los tres núcleos de formación de estrellas de Sagitario B2, dentro de Sgr B, no exhiben emisión de carbono ionizado, lo cual es atípico de las regiones extremas de formación de estrellas. Parecen estar dentro de un oscuro y estrecho carril de polvo que parece estar ligeramente distanciado físicamente y frente al resto de la región, aunque permanecen, en su mayor parte, relacionados dinámicamente. Esto puede responder al debate sobre el origen de la formación de estrellas en Sgr B: los carriles de polvo oscuro se han asociado con colisiones de nubes y son un signo común de un desencadenante de formación de estrellas inducido por un choque. Esta posibilidad también es consistente con el hecho de que múltiples etapas de formación de estrellas coexisten dentro de Sgr B, ya que un estallido reciente de formación de estrellas dentro de Sgr B indica que probablemente ha ocurrido algún tipo de desencadenante.

SOFIA, el Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja, es un avión Boeing 747SP modificado para transportar un telescopio de 106 pulgadas de diámetro. Es un proyecto conjunto de la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán, DLR. El Centro de Investigación Ames de la NASA en el Silicon Valley de California administra el programa SOFIA, las operaciones científicas y misioneras en cooperación con la Asociación de Investigación Espacial de las Universidades con sede en Columbia, Maryland, y el Instituto Alemán SOFIA (DSI) en la Universidad de Stuttgart. El avión se mantiene y opera desde el Edificio 703 del Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA, en Palmdale, California. El instrumento HAWC + fue desarrollado y entregado a la NASA por un equipo de varias instituciones dirigido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro en Pasadena, California.

"Las regiones nucleares de las galaxias son lugares fascinantes, y nuestro centro galáctico relativamente cercano nos permite explorar sus nubes de gas, estrellas y agujero negro con mucho más detalle de lo que podemos obtener en cualquier otra galaxia", dijo Andrew Harris, astrónomo de la Universidad. de Maryland y autor principal del artículo. “Los resultados de SOFIA que encontramos en nuestro proyecto estadounidense-alemán se unen a los obtenidos en longitudes de onda en todo el espectro electromagnético fabricados con telescopios de todo el mundo y en el espacio, lo que nos permite comprender mejor no solo nuestra galaxia sino también otras”.

SOFIA es un proyecto conjunto de la NASA y la Agencia Espacial Alemana en DLR. DLR proporciona el telescopio, el mantenimiento programado de la aeronave y otro tipo de apoyo para la misión. El Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley de California administra el programa SOFIA, la ciencia y las operaciones de la misión en cooperación con la Asociación de Investigación Espacial de Universidades, con sede en Columbia, Maryland, y el Instituto Alemán SOFIA de la Universidad de Stuttgart. La aeronave es mantenida y operada por el Armstrong Flight Research Center Building 703 de la NASA, en Palmdale, California.

• Publicado en NASA/SOFIA el 15 de noviembre del 2021, enlace publicación.