Los espectáculos de fuegos artificiales no se limitan solo a los cielos de la Tierra. El telescopio espacial Hubble de la NASA ha capturado una espectacular exhibición de fuegos artificiales en una pequeña galaxia cercana, que se asemeja a un cohete del 4 de julio.
Una tormenta de fuego de nacimiento de estrellas está iluminando un extremo de la diminuta galaxia Kiso 5639. La galaxia enana tiene la forma de un panqueque aplanado, pero debido a que está inclinado de borde, se asemeja a un cohete, con una brillante cabeza resplandeciente y una larga, cola tachonada de estrellas.
Kiso 5639 es un raro ejemplo cercano de galaxias alargadas que ocurren en abundancia a distancias más grandes, donde observamos el universo durante épocas anteriores. Los astrónomos sugieren que el frenético nacimiento de la estrella es provocado por la lluvia de gas intergaláctico en un extremo de la galaxia mientras se desplaza por el espacio.
"Creo que Kiso 5639 es un ejemplo hermoso y cercano de lo que debe haber sido común hace mucho tiempo", dijo la investigadora principal Debra Elmegreen de Vassar College, en Poughkeepsie, Nueva York. “El pensamiento actual es que las galaxias en el universo temprano crecen a partir de la acumulación de gas del vecindario circundante. Es una etapa por la que las galaxias, incluida nuestra Vía Láctea, deben atravesar a medida que crecen ".
Las observaciones del universo temprano, como el campo ultraprofundo de Hubble, revelan que alrededor del 10 por ciento de todas las galaxias tienen estas formas alargadas y se denominan colectivamente "renacuajos". Pero los estudios del universo cercano han revelado solo algunas de estas galaxias inusuales, incluida Kiso 5639. Sin embargo, el desarrollo de las galaxias renacuajos productoras de estrellas cercanas se ha quedado atrás del de sus pares, que han pasado miles de millones de años construyéndose a sí mismas en muchas de las galaxias espirales que se ven hoy.
Elmegreen usó la cámara de campo amplio 3 del Hubble para realizar un estudio de imágenes detallado de Kiso 5639. Las imágenes en diferentes filtros revelan información sobre un objeto diseccionando su luz en los colores que lo componen. La nítida resolución del Hubble ayudó a Elmegreen y su equipo a analizar los cúmulos de formación de estrellas gigantes en Kiso 5639 y determinar las masas y edades de los cúmulos de estrellas.
El equipo internacional de investigadores seleccionó Kiso 5639 de un estudio espectroscópico de 10 galaxias renacuajos cercanas, observadas con el Telescopio Gran Canario en La Palma, España, por Jorge Sánchez Almeida y colaboradores del Instituto de Astrofísica de Canarias. Las observaciones revelaron que en la mayoría de esas galaxias, incluida Kiso 5639, la composición del gas no es uniforme.
El gas brillante en la cabeza de la galaxia contiene menos elementos más pesados (llamados colectivamente "metales"), como carbono y oxígeno, que el resto de la galaxia. Las estrellas se componen principalmente de hidrógeno y helio, pero cocinan otros elementos "más pesados". Cuando las estrellas mueren, liberan sus elementos pesados y enriquecen el gas circundante.
“La metalicidad sugiere que tiene que haber gas bastante puro, compuesto principalmente de hidrógeno, entrando en la parte de la galaxia que forma estrellas, porque el espacio intergaláctico contiene más gas prístino rico en hidrógeno”, explicó Elmegreen. "De lo contrario, la región de la explosión estelar debería ser tan rica en elementos pesados como el resto de la galaxia".
Hubble ofrece una vista detallada del frenesí de creación de estrellas de la galaxia. El telescopio descubrió varias docenas de cúmulos de estrellas en la cabeza de formación estelar de la galaxia, que se extiende por 2.700 años luz de diámetro. Estos cúmulos tienen una edad promedio de menos de 1 millón de años y masas que son de tres a seis veces más grandes que las del resto de la galaxia. Se están produciendo otras formaciones estelares en toda la galaxia, pero a una escala mucho menor. Los cúmulos de estrellas en el resto de la galaxia tienen entre varios millones y algunos miles de millones de años.
"Hay mucha más formación de estrellas en la cabeza de lo que cabría esperar en una galaxia tan pequeña", dijo el miembro del equipo Bruce Elmegreen del Centro de Investigación Thomas J. Watson de IBM, en Yorktown Heights, Nueva York. "Y creemos que la formación de estrellas se desencadena por la acumulación continua de gas pobre en metales en una parte de una galaxia enana que de otro modo estaría inactiva".
El Hubble también reveló agujeros gigantes salpicados a lo largo de la cabeza estelar de la galaxia. Estas cavidades le dan a la cabeza de la galaxia una apariencia de queso suizo porque numerosas detonaciones de supernovas, como explosiones aéreas de fuegos artificiales, han excavado agujeros de gas supercalentado enrarecido.
La galaxia, ubicada a 82 millones de años luz de distancia, ha tardado miles de millones de años en desarrollarse porque ha estado a la deriva a través de un "desierto" aislado en el universo, desprovisto de mucho gas.
¿Qué desencadenó el estallido estelar en una galaxia tan atrasado? Basado en simulaciones de Daniel Ceverino del Centro de Astronomía de la Universidad de Heidelberg en Alemania, y otros miembros del equipo, las observaciones sugieren que hace menos de 1 millón de años, el borde de ataque de Kiso 5639 encontró un filamento de gas. El filamento dejó caer una gran masa de materia sobre la galaxia, avivando el vigoroso nacimiento de estrellas.
Debra Elmegreen espera que en el futuro otras partes de la galaxia se unan al espectáculo de fuegos artificiales de creación de estrellas. “Las galaxias giran, y mientras Kiso 5639 continúa girando, otra parte de la galaxia puede recibir una infusión de gas nuevo de este filamento, instigando otra ronda de nacimiento de estrellas”, dijo.
Los resultados del equipo han sido aceptados para su publicación en The Astrophysical Journal.
Otros miembros del equipo incluyen a Casiana Munoz-Tunon y Mercedes Filho (Instituto de Astrofísica de Canarias, Islas Canarias), Jairo Mendez-Abreu (Universidad de St. Andrews, Reino Unido), John Gallagher (Universidad de Wisconsin-Madison) y Marc Rafelski. (Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland).
El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la Agencia Espacial Europea. El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo las operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington, DC
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