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astrofísica

La unión de las antiguas enanas

Un estudio con participación de brasileña capta el comienzo del proceso de fusión de un grupo de pequeñas galaxias

NASA, ESA, S. GALLAGHER E J. ENGLISHLuego de apuntar sus más modernos instrumentos de observación hacia una región del Universo ubicada no muy lejos, por donde vaga un grupo de cuatro antiguas galaxias enanas, y realizar mediciones en distintas longitudes de onda para intentar descubrir la edad de las estrellas de ese hermoso sistema, tan pequeño que cabría dentro de la Vía Láctea, un equipo internacional de asfrofísicos se percató de que había detectado algo inesperado. Los científicos se habían deparado con un evento que habría sido común en los albores del Universo, hace algunos miles de millones de años, cuando las grandes galaxias fueron cobrando forma, luego de la fusión de galaxias menores, pero que era encontrado ahora literalmente fuera de su contexto habitual. El análisis de una serie de imágenes obtenidas por el Hubble y otros telescopios espaciales confirma la idea que sostiene desde hace algunos años la astrofísica Claudia Mendes de Oliveira, de la Universidad de São Paulo (USP), que indica que el cuarteto de galaxias enanas conocido como Hickson Compact Group 31 (HCG 31), se está fusionando a 166 millones de años luz, que es una distancia relativamente modesta desde la Tierra (un año luz equivale a la distancia que recorre la luz en el vacío en  un año).

La unión de las antiguas galaxias, que daría origen a una gran galaxia elíptica, empezó hace tan sólo 10 millones de años, algo así como ayer en una escala de tiempo cósmico. Éste es quizá el dato más elocuente de cuán extemporáneo parece ser el fenómeno, informado en detalle en un artículo publicado por investigadores canadienses y estadounidenses junto con la astrofísica brasileña en la revista científica The Astronomical Journal del mes de febrero. “Creemos que esas galaxias enanas se están uniendo por primera vez”, afirma Claudia. “Este tipo de fusión sería muy raro actualmente”. En una alusión a los logros de la paleontología, el equipo internacional de astrofísicos comparó el descubrimiento del proceso de fusión de galaxias en un rincón no muy lejano del Universo al rescate de un fósil de dinosaurio en el patio de nuestra casa.

En la imagen, una composición elaborada con base en observaciones del Hubble y de otros satélites, como el Spitzer, el objeto brillante y distorsionado que se ve a media altura a la izquierda representa a decir verdad a dos galaxias enanas fusionándose. De ese encontronazo de materia nacen nuevas estrellas, calientes y espesas, que emiten radiación ultravioleta, y calientan las nubes de gas que las rodean y que las hacen brillar. Este espectáculo se asemeja a una quema de fuegos artificiales en pleno espacio. También a la izquierda, pero arriba de esas dos galaxias, hay una tercera, unida a las demás por un puente de aglomerados de estrellas. Su formato evoca los contornos de un habano. Por último, en el rincón derecho inferior, aparece la cuarta galaxia del grupo compacto, conectada a las demás por un cinturón de estrellas. El objeto extremadamente brillante ubicado bien en el centro de la imagen es una estrella que está en un plano anterior con relación al HCG 31 y no tiene ninguna ligazón con el grupo de galaxias. “Aún hay mucho gas en ese sistema y la fusión de las galaxias se prolongará por unos mil millones de años”, comenta Claudia. Pese a ser menor que la Vía Láctea, el pequeño  cuarteto de galaxias posee una cantidad de hidrógeno, la materia prima de las estrellas, cinco veces mayor que la presente en nuestra galaxia.

La edad de las estrellas del sistema HCG 31 es la principal evidencia de que ese proceso de fusión de la materia es reciente. Las más antiguas se formaron hace alrededor de 10 mil millones de años y constituyen un indicio de que la aglomeración es realmente de larga data. Pero las más jóvenes, representadas por algunos conjuntos de 100 mil estrellas de brillo intenso, tienen a lo sumo 10 millones de años. “Sabemos que este sistema se encuentra por ahí desde hace ya algún tiempo”, dice la astrónoma Sarah Gallagher, de la University of Western Ontario (Canadá), una de las autoras del estudio. “La mayoría de las otras galaxias enanas interactuó miles de millones de años atrás, pero éstas están recién empezando a unirse”. Estudios anteriores indican que, atraídas por la fuerza de la gravedad, las galaxias del cuarteto se encuentran en ruta de colisión a una velocidad de 60 kilómetros por segundo, un ritmo sumamente lento. En el sistema, la distancia de una galaxia a otra es del orden de los 75 mil años luz, tres cuartos del diámetro de la Vía Láctea. Los científicos especulan que la unión de las galaxias tardó casi 10 mil millones de años para iniciarse porque el HCG 31 se encuentra en un área del Universo con poca densidad de materia. Es como si estuviera en una especie de zona rural del Cosmos, aparatada de los centros más  poblados. Allí, la fuerza de la gravedad no es tan intensa.

El nombre de Claudia de Mendes de Oliveira en la lista de los autores del artículo publicado en Astronomical Journal constituye un reconocimiento a sus trabajos sobre grupos compactos de galaxias, uno de los temas en que se especializó. Fueron los extranjeros quienes la vinieron a buscar para que participara en el estudio, cuya redacción final hace mención a otros ocho artículos científicos de la astrofísica de la USP, en general en colaboración con colegas brasileños. “En 2004 publicamos un artículo demostrando que las galaxias del HCG 31 se estaban fusionando”, comenta Claudia. En 1992, Mendes de Oliveira terminó su doctorado en Canadá bajo la dirección de tesis de Paul Hickson, de la Universidad de Columbia Británica, precisamente el astrofísico que 10 años antes había avistado por primera vez este tipo de sistemas. Cuando se refieren a los rincones del Cosmos en donde hay aglomeraciones de unas pocas galaxias, todas cercanas unas de las otras, y que interactúan gravitacionalmente, los científicos dicen que existe un grupo compacto de galaxias. Estos sistemas son vistos como laboratorios para el estudio de la evolución de las galaxias. En ellos pueden darse brotes de formaciones estelares, actividad nuclear, emisiones de radio y de rayos X y por supuesto, fusiones de galaxias. En las últimas décadas se han descubierto más de un centenar de grupos compactos. Algunos sistemas, como el Quinteto de Stephan, proveen hermosas imágenes. En este momento, la astrofísica de la USP se dedica a relevar y catalogar 25 grupos compactos de galaxias.

Artículo científico
Gallagher, S. C. et al. Hierarchical struc­ture formation and modes of star formation in Hickson Compact Group 31. The Astro­nomical Journal. v. 139, p. 545-56. 2010.

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