Madrid. Astrónomos han investigado tres galaxias enanas ultra débiles que residen en una región del espacio aislada de la influencia ambiental de objetos más grandes.
Combinando datos de los sondeos de imágenes del DECam Legacy Survey (DECaLS) y del telescopio Gemini Sur, se descubrió que contenían solo estrellas muy antiguas, lo que respalda la teoría de que los eventos en el universo temprano acortaron la formación de estrellas en las galaxias más pequeñas.
Las galaxias enanas ultra débiles son el tipo de galaxia más débil del universo. Por lo general, contienen solo unos pocos cientos a mil estrellas, en comparación con los cientos de miles de millones que componen la Vía Láctea, estas pequeñas estructuras difusas generalmente se esconden discretamente entre los muchos residentes más brillantes del cielo. Por esta razón, los astrónomos han tenido más suerte hasta ahora al encontrarlas cerca, en las proximidades de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.
Pero esto presenta un problema para comprenderlas; Las fuerzas gravitacionales de la Vía Láctea y la corona caliente pueden eliminar el gas de las galaxias enanas e interferir en su evolución natural. Además, más allá de la Vía Láctea, las galaxias enanas ultra débiles se han vuelto cada vez más difusas e irresolubles para que los astrónomos y los algoritmos informáticos tradicionales las detecten.
Por eso, el astrónomo de la Universidad de Arizona David Sand necesitó una búsqueda manual a simple vista para descubrir tres galaxias enanas débiles y ultra débiles ubicadas en la dirección de la galaxia espiral NGC 300 y la constelación del Escultor.
Las imágenes descubiertas por Sand fueron tomadas para el sondeo DECam Legacy Survey (DECaLS), uno de los tres sondeos públicos, conocidos como DESI Legacy Imaging Surveys, que en conjunto captaron imágenes de 14 mil grados cuadrados del cielo para proporcionar objetivos para el sondeo en curso Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI).
El DECaLs se llevó a cabo utilizando la cámara de energía oscura de 570 megapixeles (DECam) fabricada por el Departamento de Energía, montada en el telescopio de 4 metros Víctor M. Blanco de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) de los Estados Unidos en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo (CTIO) en Chile, un programa de NSF NOIRLab.
Las galaxias del Escultor, como se las denomina en el artículo, están entre las primeras galaxias enanas ultra débiles que se encuentran en un entorno prístino y aislado, libre de la influencia de la Vía Láctea u otras estructuras grandes. Para investigar las galaxias más a fondo, Sand y su equipo utilizaron el telescopio Gemini Sur, la mitad del Observatorio Internacional Gemini. Los resultados de su estudio se presentan en un artículo que aparece en The Astrophysical Journal Letters, así como en una conferencia de prensa en la reunión 245 de la AAS (American Astronomical Society).
El Espectrógrafo Multi-Objeto Gemini (GMOS) de Gemini South capturó las tres galaxias con exquisito detalle. Un análisis de los datos mostró que parecen estar vacías de gas y que contienen solo estrellas muy antiguas, lo que sugiere que su formación estelar se detuvo hace mucho tiempo. Esto refuerza las teorías existentes de que las galaxias enanas ultra débiles son “ciudades fantasma” estelares donde la formación de estrellas se interrumpió en el universo primitivo.
Esto es exactamente lo que los astrónomos esperarían de objetos tan diminutos. El gas es la materia prima crucial necesaria para la unión y la activación de la fusión de una nueva estrella. Pero las galaxias enanas ultra débiles tienen muy poca gravedad para retener este ingrediente tan importante, y se pierde fácilmente cuando son sacudidas por el universo dinámico del que forman parte.
Pero las galaxias del Escultor están lejos de ser galaxias más grandes, lo que significa que su gas no pudo haber sido eliminado por sus vecinas gigantes. Una explicación alternativa es un evento llamado la Época de Reionización, un período no muy posterior al Big Bang, cuando los fotones ultravioleta de alta energía llenaron el cosmos, posiblemente evaporando el gas en las galaxias más pequeñas.
Otra posibilidad es que algunas de las primeras estrellas en las galaxias enanas sufrieron explosiones de supernovas energéticas, emitiendo material eyectado a hasta 35 millones de kilómetros por hora (aproximadamente 20 millones de millas por hora) y expulsando el gas de sus propias galaxias anfitrionas desde adentro.
Si la reionización es la responsable, estas galaxias abrirían una ventana al estudio del universo primitivo. “No sabemos cuán fuerte o uniforme es este efecto de reionización”, explica Sand en un comunicado.
“Podría ser que la reionización sea irregular, que no ocurra en todas partes a la vez. Hemos encontrado tres de estas galaxias, pero eso no es suficiente. Sería bueno si tuviéramos cientos de ellas. Si supiéramos qué fracción fue afectada por la reionización, eso nos diría algo sobre el universo primitivo que es muy difícil de investigar de otra manera”.
“La época de la reionización conecta potencialmente la estructura actual de todas las galaxias con la formación más temprana de la estructura a escala cosmológica”, dice Martin Still, director del programa de la NSF para el Observatorio Astronómico Gemini.
