NGC 300 es muy interesante porque es muy normal. Una galaxia espiral de tipo Sc en el cercano grupo de galaxias Sculptor , NGC 300 muestra los típicos brazos espirales azules
, un núcleo compacto esperado y la cantidad necesaria de estrellas , cúmulos de estrellas y
nebulosas. Por lo tanto, estudiar NGC 300 debería indicar cómo, exactamente, funciona una
galaxia espiral normal. Con este objetivo, NGC 300 y sus alrededores se estudiaron con exquisito detalle, creando y combinando una serie de imágenes de alta resolución para crear el conglomerado cuadro de arriba . NGC 300 se encuentra a solo 7 millones de años luz de distancia, abarca casi la misma cantidad de cielo que la luna llena , y se puede ver con un pequeño telescopio hacia la constelación del Escultor .
Créditos:
M. Schirmer (IAEF, Bonn), W. Gieren (Univ. de Concepción, Chile), et al., ESO / NASA /APOD.
La formación de estrellas dentro de las nubes de gas interestelar avanza muy rápidamente, pero es altamente ineficiente. La mayor parte del gas se dispersa rápidamente por la radiación estelar, lo que revela que las galaxias son sistemas altamente dinámicos, como “calderos cósmicos”, que consisten en bloques de construcción que cambian constantemente su apariencia. Un equipo de científicos dirigido por el astrofísico Dr. Diederik Kruijssen de la Universidad de Heidelberg ha llegado a estas conclusiones basadas en las nuevas observaciones de la galaxia espiral NGC300. Los hallazgos fueron publicados en Kruijssen et al. 2019, Nature, 569, 519 .
Es uno de los principales problemas no resueltos en Astrofísica, determinar los mecanismos físicos que impulsan la formación de estrellas. Un equipo de científicos dirigido por el astrofísico Dr. Diederik Kruijssen, de la Universidad de Heidelberg, ha logrado por primera vez reconstruir la evolución temporal de las nubes interestelares de gas y polvo, las llamadas nubes moleculares, y el proceso de formación de estrellas dentro de ellas. Usando nuevas observaciones de la galaxia espiral NGC300, el Dr. Kruijssen y su equipo pudieron demostrar que la formación de estrellas avanza muy rápidamente, pero es altamente ineficiente. La mayor parte del gas interestelar no se convierte en estrellas, sino que se dispersa por la radiación estelar. Su análisis muestra que las nubes moleculares son estructuras de corta duración que atraviesan ciclos de vida rápidos, impulsadas por la intensa radiación de las estrellas recién nacidas dentro de ellas.
Una imagen óptica de la galaxia espiral NGC 300 con nubes moleculares mostradas en azul.
Un análisis de la formación de estrellas en estas nubes muestra que las primeras estrellas que se forman dispersan rápidamente la nube, ahogando la formación de estrellas.
Imagen cortesía de Diederik Kruijssen & Nature.
La intensidad observada de la formación de estrellas en la galaxia espiral NGC300 se puede explicar de dos maneras. Las nubes moleculares pueden ser muy longevas y, eventualmente, convertir toda su masa en estrellas. En este caso, las posiciones de las estrellas jóvenes generalmente deben coincidir con las de las nubes moleculares de las que se formaron. Alternativamente, las estrellas pueden formarse muy rápidamente dentro de las nubes moleculares y dispersar el gas con su radiación intensa, causando que solo una pequeña fracción del gas se convierta en estrellas. En este caso, la emisión de estrellas jóvenes y nubes moleculares generalmente debe residir en diferentes lugares, debido a que el corto período en el que tiene lugar la formación de estrellas significa que las estrellas jóvenes dentro de nubes moleculares serían una vista rara.
Para responder cuál de estos modelos para el ciclo de vida de la nube molecular es correcto, el Dr. Kruijssen y su equipo combinaron dos conjuntos diferentes de observaciones de la galaxia NGC300. El primero es un mapa de la luz emitida por el monóxido de carbono, que muestra dónde residen las nubes moleculares. El segundo es un mapa de hidrógeno ionizado caliente, que marca las posiciones de las estrellas masivas que se acaban de formar. Estos mapas se obtuvieron con el Atacama Large Millimeter Array (ALMA, observaciones del coautor Andreas Schruba) del European Southern Observatory (ESO) y el telescopio de 2,2 metros de la Sociedad Max Planck y ESO. Luego, los científicos analizaron los datos utilizando un nuevo método estadístico (ver Figura 1), que determina cómo se relacionan la formación de estrellas y gases moleculares en las galaxias en diferentes escalas espaciales. Por primera vez, este método permite cuantificar con precisión las posiciones de las nubes moleculares y las estrellas jóvenes entre sí.
Figura 1: La imagen de la izquierda muestra que las posiciones de las nubes moleculares (azul) y la emisión de estrellas jóvenes (rosa) no coinciden en escalas espaciales pequeñas. Las dos ramas de la derecha cuantifican este desplazamiento al mostrar que las nubes moleculares y las estrellas jóvenes solo se correlacionan cuando se promedia en una gran parte de la galaxia (1.000 pc, correspondiente a 3.000 años luz). Crédito: Diederik Kruijssen & Nature.
Los resultados no dejaron duda: las nubes moleculares y las estrellas jóvenes y masivas rara vez coinciden. Este efecto se hace más fuerte en escalas más pequeñas. Los investigadores concluyen que las estrellas forman y destruyen sus nubes moleculares progenitoras muy rápidamente, de modo que el gas y las estrellas jóvenes representan fases distintas y posteriores en el ciclo de vida de las nubes moleculares. “Nuestros resultados demuestran que la formación de estrellas se produce de manera muy rápida y altamente ineficiente”, explica el Dr. Kruijssen. “Las nubes moleculares en NGC300 viven alrededor de diez millones de años, y solo tardan alrededor de 1,5 millones de años en destruirse, mucho antes de que las estrellas más masivas hayan llegado al final de sus vidas y exploten como supernovas”. La Dra. Mélanie Chevance, investigadora en el equipo del Dr. Kruijssen y coautora del artículo, agrega: “La intensa radiación de las estrellas jóvenes dispersa su nube molecular de origen calentándolas y soplando burbujas calientes de gas interestelar. De esta manera, solo el dos o tres por ciento de la masa en nubes moleculares se convierte en estrellas ”.
Video 1: La película demuestra que las nubes moleculares (arriba a la derecha) y las estrellas jóvenes (arriba a la izquierda) están anti-correlacionadas en la galaxia cercana NGC300.
A medida que se reproduce el video, la resolución espacial aumenta y la relación entre las nubes moleculares y la emisión de las estrellas jóvenes (parte inferior izquierda) cambia de blanco (fuerte correlación) en escalas grandes a rojo brillante y azul (anti-correlación fuerte) en escalas pequeñas. El gráfico en el panel de abajo a la derecha cuantifica este comportamiento. Crédito: Diederik Kruijssen & Nature.
El equipo de investigadores ahora quiere aplicar su nuevo método estadístico a observaciones de galaxias muy distantes, para inferir cómo la formación de estrellas en las nubes moleculares avanza a lo largo de la historia del Universo. “Ahora procederemos a investigar la relación entre las nubes moleculares y las estrellas jóvenes en las galaxias de todo el cosmos. En un futuro cercano, esto nos permitirá entender las galaxias como colecciones de bloques de construcción que experimentan ciclos de vida vigorosos e impulsados por la formación de estrellas que juntas dan forma a la apariencia de sus galaxias anfitrionas “, describe el Dr. Kruijssen.
La investigación se realizó en colaboración con investigadores de Alemania, el Reino Unido, los Estados Unidos y los Países Bajos. El trabajo fue financiado por la Fundación Alemana de Investigación y el Consejo Europeo de Investigación.
Fuente del artículo: Instituto de Astronomía de la Universidad de Heidelberg.
Publicación original:
JM Diederik Kruijssen, Andreas Schruba, Mélanie Chevance, Steven N. Longmore, Alexander PS Hygate, Daniel T. Haydon, Anna F. McLeod, Julianne J. Dalcanton, Linda J. Tacconi y Ewine F. van Dishoeck: Rápido y formación de estrellas ineficiente debido a las nubes moleculares de vida corta y retroalimentación rápida , Nature , DOI: 10.1038 / s41586-019-1194-3. Mayo 22, 2019.
Material relacionado:
El siguiente artículo muestra una panorámica de las nebulosas más notorias de la Vía Láctea, y contiene en el apartado “Material relacionado”, una selección de recursos sobre el medio interestelar, las nebulosas y la formación estelar:
La Panorámica Galáctica del Herschel. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. Abril 25, 2016.
Otros artículos:
¿Qué revelan 100.000 fábricas de estrellas en 74 galaxias sobre formación estelar en el Universo? Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Enero 9, 2019.
Observan auge y ocaso de formación estelar y abundante polvo de estrellas antiguas. Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Marzo 19, 2019.
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Fuertes vientos inhiben nacimiento de estrellas en galaxia lejana. Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Sept. 6, 2018.
Suppressed Star Formation in the Early Universe. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. May 10, 2019
The Turbulent Interstellar Medium. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. May 6, 2016.
Star Formation and the Cooling of Molecular Clouds. Harvard – Smithsonian Center for Astrophysics.
The Physical Properties of Dense Molecular Clouds. Harvard – Smithsonian Center for Astrophysics. June 12, 2015.
Stellar Birth. Eric J. Chaisson /Cosmic_Evolution.Harvard – Smithsonian Center for Astrophysics.
Astronomers take first, high-resolution look at huge star-forming region of Milky Way. Physics and Astronomy, Iowa State University. April 15, 2019.
New Southern Dark Dust Clouds Discovered on the ESO (8) Atlas. Dr. Aage Sandqvist, Observatory of the Stockholm University /ESO.
Curiosidades:
Un caso de Ciencia Ciudadana:
La extraña burbuja brillante de gas conocida como” Hanny’s Voorwerp” era un misterio desde hace 11 años.
Hanny van Arkel, entonces maestra en los Países Bajos, descubrió el extraño “voorwerp” de color verde azulado, que en holandés significa «objeto», en 2008, cuando clasificó las imágenes de galaxias como parte del proyecto de ciencia ciudadana de Galaxy Zoo. Entérate de esta interesante historia en el siguiente artículo:
Esto es lo que realmente le sucedió a «Hanny’s Voorwerp». Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. Nov. 28, 2017.
