¿Dónde están las regiones con tasas de natalidad estelar particularmente altas en las galaxias? Por primera vez, los astrónomos han registrado firmas características de nubes de formación de estrellas a gran escala en una galaxia cercana a la Vía Láctea. Este mapeo especial de la llamada Galaxia del Remolino podría ayudar ahora a estudiar las primeras etapas de la formación de estrellas extragalácticas en escalas de tamaño de nubes de gas individuales que forman estrellas, dicen los científicos.
¿Qué hay al comienzo de los desarrollos? Esta pregunta es particularmente interesante en muchas áreas de la ciencia, incluida la astronomía. Cuando se trata de la formación de estrellas como nuestro Sol, se supone que la mayoría de las veces se agrupan en regiones cósmicas con una densidad de materia particularmente alta. Sin embargo, llamar “puntos calientes” a las regiones correspondientes de las galaxias sería incorrecto. Como muestran estudios anteriores realizados en nuestra Vía Láctea, el desarrollo de las estrellas comienza en densas nubes galácticas compuestas de gas y polvo bastante fríos.
Su identificación es, por tanto, un desafío para la astronomía. «Para ello, normalmente medimos la radiación de determinadas moléculas que son especialmente comunes en estas zonas tan frías y densas», afirma la primera autora Sophia Stuber, del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA) de Heidelberg. Cuando se estudia la formación de estrellas en la Vía Láctea, dos sustancias en particular sirven como sondas químicas: HCN (ácido cianhídrico) y N2H+ (diazenilo).
La galaxia Vortex a la vista
En su estudio, Stuber y sus colegas han explorado hasta qué punto las firmas espectrales de estas sustancias también son adecuadas para identificar nubes de formación de estrellas fuera de nuestra galaxia. Al principio, quizás te preguntes por qué deberías mirar a lo lejos cuando buscas regiones de formación estelar. Sorprendentemente, sin embargo, la vista del vecindario galáctico puede ser mejor que la de nuestra propia patria. Porque la “visión de gusano” significa que no tenemos una visión global de la Vía Láctea: las nubes moleculares y las regiones de formación de estrellas están aquí más cerca, pero es difícil captar su estructura y posición.
Por este motivo, los investigadores han puesto su mirada en una de nuestras galaxias vecinas: la llamada Galaxia del Remolino (Messier 51). Está «sólo» a unos 28 millones de años luz de distancia y es visible para nosotros. Esto lo hace particularmente susceptible a una investigación detallada. «Aprovechamos este hecho para descubrir hasta qué punto ambos gases pueden detectar las densas nubes de esta galaxia», explica Stuber. Se utilizó el Northern Extended Millimeter Array (NOEMA), un radiointerferómetro situado en los Alpes franceses. Los científicos explican que los sistemas de evaluación complejos pueden revelar en los datos firmas de radiación del cianuro de hidrógeno y del diazenilio.
Un mapa de galaxias y un rompecabezas.
Resulta que esto funciona en el caso de la galaxia Vortex: el equipo ahora puede mapear el gas frío y denso típico de futuros viveros estelares en un área grande. Estas áreas pasan por áreas oscuras en los brazos espirales. “También pudimos medir las huellas con gran detalle en un área grande que abarca varias áreas con diferentes condiciones. Ya a primera vista está claro que ambas moléculas pueden formar imágenes de gas denso con más o menos la misma capacidad, pero también existen diferencias interesantes», afirma la coautora Eva Schinnerer del MPIA.
A medida que la intensidad de la radiación del cianuro de hidrógeno y del diazenilio aumenta y disminuye a través de los brazos espirales en línea con la densidad del gas, el equipo encontró una clara desviación de esta regla en la región central de la galaxia: en comparación con el diazenilio, el brillo de allí Las emisiones de cianuro de hidrógeno aumentan desproporcionadamente. Según esto, algo parece hacer brillar el cianuro de hidrógeno, pero no el diazenilio. «Sospechamos que el núcleo galáctico activo de la galaxia Whirlpool es el responsable de esto», afirma Schinnerer. Esta es la zona turbulenta alrededor del agujero negro central de la galaxia, que emite una intensa radiación. Puede provocar emisiones adicionales de moléculas de cianuro de hidrógeno. «Pero todavía tenemos que investigar qué marca exactamente la diferencia entre ambos gases», subraya Schinnerer.
Como resume el equipo, los resultados abren ahora la posibilidad de poder explorar las primeras etapas de la evolución estelar fuera de la Vía Láctea: la Galaxia del Remolino puede servir ahora como el primer objeto de investigación para explorar la formación de estrellas a escala galáctica. «Nos gustaría utilizar este enfoque para examinar más galaxias en el futuro», afirma Stuber. Sin embargo, hasta el momento las posibilidades técnicas no son suficientes: la sensibilidad a la radiación es demasiado baja. Pero los astrónomos ponen sus esperanzas en el desarrollo de estas posibilidades: «El ngVLA (next Generation Very Large Array), actualmente en planificación, podría ser igual de potente», afirma Schinnerer.
Fuente: Instituto Max Planck de Astronomía de Heidelberg, artículo especializado: Astronomy & Astrophysical Letters, doi: 10.1051/0004-6361/202348205
