16/Jul/05

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Un superviento galáctico esparce polvo de estrellas por el universo

Un grupo de astrónomos ha descubierto los restos de una espectacular explosión en una galaxia a 11.500 millones de años luz.

(PPARC) Un grupo de astrónomos ha descubierto los restos de una espectacular explosión en una galaxia a 11.500 millones de años-luz. Sus observaciones, publicadas el 14 de julio en la prestigiosa revista Nature, son la evidencia más directa conseguida hasta ahora de una galaxia que está siendo casi despedazada por explosiones que originan una corriente de material a alta velocidad en dirección al espacio profundo conocida como "superviento".

El fenómeno que origina este "superviento" es la explosión de muchas estrellas masivas durante intensos brotes de formación estelar en épocas tempranas de la vida de la galaxia, posiblemente con la contribución de energía suministrada por un agujero negro supermasivo que está formándose en su centro. Las observaciones se realizaron por medio del telescopio William Herschel de 4,2 metros en La Palma, Canarias, España.

Se piensa que por medio de los supervientos las galaxias lanzan una parte significativa de su gas al espacio intergaláctico a velocidades de varios centenares de kilómetros por segundo.

Por varias razones, los supervientos son vitales para la teoría de la formación de galaxias: en primer lugar, limitan los tamaños de las galaxias, previniendo la formación adicional de estrellas. Sin este efecto los modelos teóricos indican que debería muchas más galaxias muy brillantes que las que hoy se ven realmente en el universo. En segundo lugar, llevan los elementos pesados —el polvo de las estrellas— lejos de sus sitios en los que se producen (las estrellas) hacia el espacio intergaláctico, proporcionando materia prima para los planetas y la vida en el universo.

Aunque las teorías predecían que este tipo de supervientos debía existir, los ejemplos que se habían observado hasta ahora eran fenómenos mucho más pequeños, en galaxias próximas. Estas observaciones proporcionan evidencia más directa de la existencia de supervientos en gran escala, con extensiones del tamaño de galaxias, muy atrás en la historia del universo.

El descubrimiento de este superviento se dio al observar el gas en el halo de una galaxia conocida como "LAB-2", que al tener 300.000 años de extensión es cerca de tres veces mayor que el disco de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Los astrónomos descubrieron que la intensa luz emitida por el gas caliente de hidrógeno sufre una disminución en un camino muy específico a través de toda la galaxia.

"Creemos que la atenuación es causada por una envoltura de material enfriado que ha sido barrido de los alrededores por una explosión de superviento del tamaño de una galaxia", dijo el Richard Wilman de la universidad de Durham. "En base a la uniformidad de la absorción a través de la galaxia, parecería que la explosión fue producida varios cientos de millones de años antes. Esto tiempo para que el gas se enfríe y frene su alta velocidad de eyección, y entonces se produzca la absorción. Según vemos, esta envoltura está, probablemente, a algunos cientos de miles de años luz de su galaxia progenitora", agregó el Dr. Wilman.

A los astrónomos les ha desconcertado durante largo tiempo por qué los elementos principlaes para la formación de los planetas y la vida (tal como el carbono, el oxígeno y el hierro) están tan ampliamente distribuidos a través del universo; a sólo 2 mil millones años después del Big Bang, las regiones más alejadas del espacio intergaláctico fueron enriquecidas con ellos. El superviento observado en esta galaxia muestra cómo pueden viajar estos frentes de onda a través del espacio, llevando los elementos que se formaron en la profundidad de las galaxias.

Fue crucial para este descubrimiento y su interpretación que se fuera capaz de obtener información detallada en dos dimensiones sobre el gas en toda la galaxia. Esto fue posible gracias a una técnica conocida como espectroscopia integral de campo, que recién ahora se está madurando en los telescopios más grandes del mundo.

El Dr Joris Gerssen, miembro clave del equipo de Durham, explica: "la mayor parte de la espectroscopia astronómica se realiza colocando una pequeña abertura, o una ranura estrecha sobre el objeto que es el blanco, lo que para fuentes extensas y complejas como esa galaxia resulta en un cuadro algo incompleto".

Para superar esto, los astrónomos utilizaron un espectrógrafo integral de campo llamado 'Sauron', construido en el Observatoire de Lyon en colaboración por astrónomos franceses, holandeses y británicos, para realizar un examen extenso de las galaxias próximas .

Gerssen agregó: "Sauron es verdaderamente único y su gran eficacia significa causa que se defienda frente a los instrumentos de los telescopios más grandes del mundo, algunos del doble de tamaño del telescopio William Herschel. Sin embargo, la enorme distancia desde nosotros hasta la galaxia blanco significó que para hacer este descubrimiento Sauron tuviese que estar apuntando a ella durante más de 15 horas".

"Sauron ha nos ha aportado la mejor evidencia que existe hasta ahora de un extenso flujo de salida desde una galaxia que experimenta un enorme nacimiento de estrellas. Estas mediciones son los primeros pasos para entender la física de la formación de las galaxias", comentó el profesor Roger Davies, de la universidad de Oxford, uno de los institutos implicados con Sauron, "y considerando usar espectrógrafos de dos dimensiones similares construidos para telescopios de 8 m; éstos podrán sondear el proceso de formación de galaxias en épocas aún anteriores".

Hasta la fecha, la evidencia de observación de supervientos en galaxias jóvenes del universo distante había sido en gran parte indirecta y circunstancial; los esfuerzos se habían centrado en buscar su sutil rastro estadístico en amplias exploraciones de galaxias y del gas intergaláctico.

Según el profesor Richard Bower, del instituto de cosmología computada de la universidad de Durham, quien inició la investigación, "los astrónomos han observado flujos de salida de alta velocidad en las distantes galaxias donde se forman estrellas durante varios años, pero nunca antes habíamos podido calibrar su verdadera escala a partir de las observaciones en una sola galaxia. Pero aprovechando el flujo potente y altamente extendido de esta galaxia, podemos ver el flujo de salida como una silueta que se dibuja contra la propia galaxia. Esto sugiere que el superviento realmente tiene una extensión de escala galáctica, y que son tan importantes como requieren nuestras teorías.

Traducido por Eduardo J. Carletti