Descubren las huellas de inmigración galáctica en la galaxia de Andrómeda
El instrumento para energía oscura reveló pruebas convincentes de una masiva migración de estrellas a una galaxia distinta a la Vía Láctea
Un equipo de investigadores dirigido por astrónomos del NOIRLab de NSF descubrió nuevas pruebas sorprendentes de una migración masiva de estrellas hacia la galaxia de Andrómeda. Los intrincados patrones en los movimientos de las estrellas revelan una historia de inmigración muy similar a la de la Vía Láctea. Los nuevos resultados se obtuvieron con el instrumento espectroscópico de energía oscura de DOE que se encuentra en el telescopio de 4 metros Nicholas U. Mayall, en el Observatorio Nacional Kitt Peak, Arizona, un programa de NOIRLab de NSF y AURA.
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| Investigadores dirigidos por astrónomos del NOIRLab de la NSF han descubierto nuevas pruebas sorprendentes de una inmigración masiva de estrellas a la galaxia de Andrómeda. El equipo utilizó el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura de DOE en el Telescopio Nicholas U. Mayall de 4 metros, ubicado en el Observatorio Nacional Kitt Peak, Arizona, un Programa del NOIRLab de NSF y Observatorio AURA. El descubrimiento reveló intrincadas estructuras en esta galaxia con detalles y claridad sin precedentes. Cada uno de los puntos en esta imagen representa una estrella individual en la galaxia de Andrómeda, con el movimiento de la estrella (en relación con la galaxia) codificado por colores desde el azul (que se mueve hacia nosotros) al rojo (que se aleja de nosotros). Créditos: KPNO/NOIRLab/AURA/NSF/E. Slawik/D. de Martin/M. Zamani |
En el transcurso de miles de millones de años, las galaxias crecen y evolucionan formando nuevas estrellas y fusionándose con otras galaxias a través de eventos llamados de "inmigración galáctica". Los astrónomos intentan descubrir las historias de esta migración estudiando los movimientos de estrellas individuales a lo largo de una galaxia y en su halo extendido de gas, estrellas y materia oscura. Sin embargo, tal arqueología cósmica sólo ha sido posible en nuestra propia Galaxia, la Vía Láctea, hasta ahora.
Un equipo internacional de astrónomos descubrió evidencia nueva y sorprendente de una gran evento de inmigración galáctica en Andromeda, la galaxia vecina más cerca de la Vía Láctea. Los nuevos resultados fueron realizados por el with the DOE’s Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI) ubicado en el Telescopio Nicholas U. Mayall de 4 metros del Observatorio Nacional de Kitt Peak, un Programa de NOIRLab de NSF.
Al medir los movimientos de casi 7.500 estrellas en el halo interior de la Galaxia de Andrómeda, también conocida como Messier 31 (M31), el equipo descubrió patrones reveladores en las posiciones y movimientos de las estrellas que indican que estas estrellas comenzaron sus vidas como parte de otra galaxia que se fusionó con M31 hace unos 2 mil millones de años atrás. Si bien tales patrones han sido predichos por la teoría durante mucho tiempo, nunca se vieron con tanta claridad en ninguna galaxia.
“Nuestras nuevas observaciones del gran vecino galáctico más cercano de la Vía Láctea, la galaxia de Andrómeda, revelan evidencia de un evento de inmigración galáctica con exquisito detalle", señaló Arjun Dey, astrónomo de NOIRLab de NSF y autor principal del artículo de la investigación. “Aunque el cielo nocturno parezca inmutable, el Universo es un lugar dinámico. Las galaxias como M31 y nuestra Vía Láctea se construyen a partir de los componentes básicos de muchas galaxias más pequeñas a lo largo de la historia cósmica”.
Por su parte, el astrofísico de la Universidad de Edimburgo y coautor del artículo científico Sergey Koposov dijo que “Nunca antes habíamos visto esto tan claramente en los movimientos de las estrellas, ni habíamos visto algunas de las estructuras que resultan de esta fusión. Nuestra imagen emergente es que la historia de la galaxia de Andrómeda es similar a la de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Los halos internos de ambas galaxias están dominados por un solo evento de inmigración”.
Esta investigación arroja indicios no sólo sobre la historia de nuestros vecinos galácticos, sino también sobre la historia de nuestra propia galaxia. La mayoría de las estrellas en el halo de la Vía Láctea se formaron en otra galaxia y luego migraron a la nuestra en una fusión galáctica que ocurrió entre 8 y 10 mil millones de años atrás. Estudiar los vestigios de una fusión de galaxias similar, pero más reciente en M31, les da a los astrónomos una ventana a uno de los principales eventos en el pasado de la Vía Láctea.
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| Esta fotografia muestra M31 (NGC224) y sus pequeñas compañeras M32 (NGC221), abajo al centro, y la NGC 205(a veces designada como M110), parte superior a la derecha. La imagen fue realizada combinando tres cuadros separados derivados de placas fotográficas tomadas en 1979 con el telescopio Burrelll Schmidt del Observatorio Warner y Swasey de la Universidad Case Western Reserve (CWRU). Este telescopio esta localizado en Kitt Peak al Sur de Arizona, y es compartida entre la CWRU y la comunidad nacional atendida por el Observatorio Nacional de Kitt Peak . Con el fin de proporcionar información de Color, usamos placas fotográficas recubiertas con diferentes emulsiones , las cuales son sensibles a diferentes regiones del espectro, en conjunto con filtros los cuales solo dejan pasar parte del completo rango de las longitudes de ondas. Tres placas conteniendo tres diferentes combinaciones de emulsiones y filtro fueron digitalizados para usar por la estudiante de pre-grado Vanessa Harvey durante el verano de 1996 del Programa de Experiencia en Investigación para Pregrados (REU), financiado por la Fundación Nacional de Ciencias (NSF). La digitalización se llevó a cabo con el Densitómetro de Placa PDS, scanner de alta resolucion, fotograficamente estable. Los tres cuadros semejaron los colores primarios rojo, verde y azul, de los cuales fué posible crear esta fotografia con. una estimación a una imagen de verdadero color. M31 es una galaxia espiral de gran tamaño, muy similar en apariencia y un poco mas grande que , nuestra propia Galaxia (Via Lactea), y nuestra mas cercana normal compañera de su tipo (las más cercanas son las Nubes de Magallanes pero estás son clasificadas como irregulares). De hecho, desde una visón distante, Andrómeda y la Galaxia (Via Lactea) parecerían como un par , un sistema de galaxia binaria o doble, sino fuera por la más pequeña, aunque aun significativa galaxia espiral M33. Cómo nuestra mas cercana galaxia vecina Andrómeda es extremadamente grande en el Cielo. Esta fotografía se extiende por más dos grados y un cuarto, o más de cuatro veces el ancho de la Luna llena, y aun así no incluye toda la extensión de M31. M31 es visble al ojo desnudo, aunque solo podemos ver el brillo del centro interno y ha sido por lo tanto conocido desde el año 964 DC, cuando el astrónomo Persa Al-Sufi la describió como ¨pequeña nube¨. Podemos observar las lineas de polvo que corresponden a los brazos internos que aparecen como una siluetas contra el núcleo en esa sóla parte. En el mismo centro de la Galaxia Andrómeda está un punto brillante de luz, el cuál es un cúmulo estelar muy compacto, pero esto no es visible en esta saturada imagen. La galaxia entera está rotando en el espacio, con las partes inferiores acercándose mientras la partes inferiores retroceden . La rotación no es completamente lisa mostrando protuberancias donde se forman los brazos espirales , los cuales se deben probablemente a la densidad de las ondas espirales que mantienen a los brazos. Aplicando la teoría gravitacional a ésta rotacion, podemos ´pesar¨M31, y cuando lo hacemos parece que hay posiblemente diez veces más materia de lo que podemos ver en las partes visibles de la galaxia, distribuida en un inmenso halo oscuro. Las Placas fotográficas dificilmente ya no se usan en la Astronomía debido a su muy baja eficiencia ( cuando más un poco porcentaje ) en comparación a los detectores electrónicos como los aparatos de carga-acoplada (CCDs) los cuales pueden recolectar un 50% más luz llegan a ellos . Las Placas son menos precisas para medir las intensidades de luz, pero aún son beneficiosas para las imagenes de grandes areas de una sóla vez. Ubicación : 00h 40m 00 s +41 grados 00 min (1950) Andrómeda ( curiosamente ) Distancia : aproximadamente 2.2 millones de años luz. Tamaño : más de 65000 años luz de diámetro. Créditos: Bill Schoening, Vanessa Harvey/REU program/NOIRLab/NSF/AURA/ |
Para rastrear la historia de la migración en M31, el equipo recurrió a DESI, un instrumento que se construyó para mapear decenas de millones de galaxias y cuásares en el Universo cercano con el objetivo de medir el efecto de la energía oscura en la expansión del Universo. Se trata del espectrógrafo de sondeo multiobjeto más potente del mundo capaz de medir los espectros de más de 100.000 galaxias por noche. Sin embargo, las capacidades de DESI también se pueden utilizar más cerca de casa, y el instrumento fue crucial para el estudio del equipo científico sobre M31.
“Esta investigación no podría haberse logrado en ninguna otra instalación en el mundo. La asombrosa eficiencia, el rendimiento y el campo de visión de DESI lo convierten en el mejor sistema del mundo para llevar a cabo un estudio de las estrellas en la galaxia de Andrómeda”, aseguró Dey. “En solo unas pocas horas de tiempo de observación, DESI pudo superar más de una década de espectroscopia con telescopios mucho más grandes”, precisó.
Si bien el Telescopio Mayall se construyó hace 50 años (obtuvo su primera luz en 1973), sigue siendo una instalación astronómica de clase mundial gracias a las actualizaciones continuas y a la instrumentación de última generación.
“Cincuenta años parece mucho tiempo e ingenuamente uno podría pensar que es la vida útil natural de una instalación, pero con la renovación y reutilización, un venerable telescopio como el Mayall puede continuar haciendo descubrimientos asombrosos a pesar de ser relativamente pequeño para los estándares actuales”, indicó dijo la coautora Joan R. Najita, también de NOIRLab.
La investigación se llevó a cabo en colaboración con dos estudiantes universitarios de la Universidad de Harvard, Gabriel Maxemin y Joshua Josephy-Zack, quienes se conectaron con el proyecto a través del Instituto Radcliffe de Estudios Avanzados. Najita fue Radcliffe Fellow desde 2021 a 2022.
Ahora el equipo planea usar las capacidades incomparables de DESI y del Telescopio Mayall para explorar más estrellas periféricas de M31, con el objetivo de revelar su estructura e historia de inmigración con un detalle sin precedentes.
“Es increíble que podamos mirar al cielo y leer miles de millones de años de la historia de otra galaxia tal como está escrito en los movimientos de sus estrellas: cada estrella cuenta parte de la historia”, dijo Najita. “Nuestras observaciones iniciales superaron nuestras expectativas más descabelladas y ahora esperamos realizar un estudio de todo el halo M31 con DESI. ¡Quién sabe qué nuevos descubrimientos aguardan!”, concluyó.
Enlaces
Contactos
Arjun Dey
Astronomer
NSF’s NOIRLab
Correo electrónico: arjun.dey@noirlab.edu
Joan R. Najita
Astronomer
NSF’s NOIRLab
Correo electrónico: joan.najita@noirlab.edu
Charles Blue
Public Information Officer
NSF’s NOIRLab
Tel: +1 202-236-6324
Correo electrónico: charles.blue@noirlab.edu
Publicado en NOIRLab el 8 de febrero del 2023, enlace publicación.
