Nuevas observaciones realizadas con el Very Large Telescope de ESO han revelado que la galaxia elíptica gigante Messier 87 ha absorbido la totalidad de una galaxia de tamaño medio en los últimos mil millones de años. Por primera vez, un equipo de astrónomos ha sido capaz de realizar un seguimiento de los movimientos de 300 nebulosas planetarias de gran brillo, lo que permitió encontrar evidencia clara de este evento, además de evidencia del exceso de luz proveniente de los restos de la totalmente malograda víctima.
Los astrónomos piensan que las galaxias crecen al absorber otras de menor tamaño. Sin embargo, la evidencia no suele ser fácil de ver (así como los restos del agua arrojada de un vaso a un estanque se diluirán rápidamente en el agua contenida en el estanque, las estrellas de la galaxia que está siendo atraída se fusionan con las muy similares estrellas de la galaxia de mayor tamaño sin dejar rastro alguno).
Pero ahora, un equipo de astrónomos liderados por la estudiante de doctorado Alessia Longobardi en el Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Alemania, ha empleado una ingeniosa táctica observacional para demostrar claramente que la gigante galaxia elíptica cercana, Messier 87, se fusionó con una galaxia más pequeña en los últimos mil millones de años.
"Este resultado demuestra de manera directa que las grandes y luminosas estructuras del Universo siguen creciendo de forma sustancial (¡las galaxias todavía no terminan!)" dice Alessia Longobardi. "Un gran sector del halo exterior de Messier 87 es ahora dos veces más brillante que lo que sería si la colisión no hubiese ocurrido".
Messier 87 se encuentra en el centro del cúmulo de galaxias de Virgo. Es una enorme acumulación de estrellas con una masa total de más de un millón de millones de veces la del Sol, situada a unos 50 millones de años luz de distancia.
En lugar de tratar de observar todas las estrellas de Messier 87 (literalmente hay miles de millones y son demasiado débiles y numerosas para estudiarlas de manera individual), el equipo analizó las nebulosas planetarias, capas brillantes que rodean a las estrellas en su última etapa de vida [1]. Debido a que estos objetos brillan muy intensamente en un tono específico de verde aguamarina, pueden distinguirse de las estrellas circundantes. La observación cuidadosa de la luz que emiten las nebulosas empleando un poderoso espectrógrafo también puede develar sus movimientos [2].
Así como el agua de un vaso no es visible una vez vertida al estanque (pero puede haber causado ondas y otras alteraciones que es posible observar si existen partículas de lodo en el agua), los movimientos de las nebulosas planetarias, medidos utilizando el espectrógrafo FLAMES, instalado en el Very Large Telescope, proporcionan pistas de la fusión acontecida.
"¡Estamos siendo testigos de un reciente y único evento de acreción en donde una galaxia de tamaño medio colapsó en el centro de Messier 87, y como consecuencia de las enormes mareas gravitacionales, sus estrellas se encuentran ahora esparcidas a lo largo de una región que es 100 veces más grande que la galaxia original!" agrega Ortwin Gerhard, jefe del grupo de dinámica del Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Alemania, y coautor del nuevo estudio".
El equipo también analizó muy cuidadosamente la distribución de la luz en las zonas exteriores de Messier 87 y encontró evidencia de la presencia de luz adicional procedente de las estrellas en la galaxia que fue atraída y alterada. Estas observaciones también han demostrado que la galaxia absorbida ha añadido estrellas más jóvenes y más azules a Messier 87, por lo que se cree que, antes de su fusión, era probablemente una galaxia espiral con actividad de formación estelar.
"Es muy emocionante poder identificar estrellas que han estado esparcidas a lo largo de cientos de miles de años luz en el halo de la galaxia (pero aún así ser capaz de ver, gracias a sus velocidades, que pertenecen a una misma estructura). Las verdosas nebulosas planetarias son la aguja en el pajar de las estrellas doradas. Pero estas raras "agujas" guardan los indicios de lo que ocurrió con las estrellas", concluye la coautora Magda Arnaboldi (ESO, Garching, Alemania).
Notas
[1] Las nebulosas planetarias se forman a medida que estrellas similares al Sol alcanzan el final de sus vidas, y emiten una gran parte de su energía en unas pocas líneas espectrales. Debido a esto, son las únicas estrellas individuales cuyos movimientos pueden ser medidos a una distancia de 50 millones de años luz de la Tierra (distancia que nos separa de Messier 87). Se comportan como faros de luz verde y, como tales, nos dicen dónde están y a qué velocidad viajan.
[2] Estas nebulosas planetarias son todavía muy débiles y requieren de toda la potencia del Very Large Telescope para ser estudiadas: la luz emitida por una nebulosa planetaria típica en el halo de la galaxia Messier 87 es equivalente a dos ampolletas de 60 vatios en Venus vistas desde la Tierra.Los movimientos de las nebulosas planetarias a lo largo de la línea de visión, ya sea acercándose o alejándose de la Tierra, conducen a cambios en las líneas espectrales, como resultado del efecto Doppler. Estos cambios pueden medirse con precisión utilizando un espectrógrafo altamente sensitivo y deducir además la velocidad de las nebulosas.
Información adicional
Este estudio fue presentado en un artículo titulado “The build-up of the cD halo of M87 — evidence for accretion in the last Gyr” (Crecimiento del halo cD de M87 - evidencia de acreción en el último Giga-año), por A. Longobardi y colaboradores, que aparecerá en la revista científica Astronomy & Astrophysics Letters el 25 de junio de 2015.
Este trabajo también fue presentado en la conferencia anual de la Sociedad Astronómica Europea, EWASS 2015, que se celebra en La Laguna, Tenerife, al mismo tiempo. El equipo está compuesto por A. Longobardi (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Alemania), M. Arnaboldi (ESO, Garching, Alemania), O. Gerhard (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Alemania) y J.C. Mihos (Case Western University, Cleveland, Ohio, EE.UU.).
ESO es la organización astronómica intergubernamental más importante en Europa y el observatorio astronómico en tierra más productivo del mundo. Cuenta con el respaldo de 16 países: Austria, Bélgica, Brasil, República Checa, Dinamarca, Francia, Finlandia, Alemania, Italia, Holanda, Polonia, Portugal, España, Suecia, Suiza y el Reino Unido, además de Chile como país anfitrión. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de potentes instalaciones para la observación astronómica desde la Tierra, permitiendo así a los astrónomos realizar importantes descubrimientos científicos. ESO también juega un papel fundamental a la hora de promover y organizar la cooperación para la investigación en el campo de la astronomía. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope (VLT), el observatorio óptico más avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo. El telescopio VISTA, que funciona en longitudes de onda infrarrojas, es el telescopio de rastreo más grande a nivel mundial y, por su parte, el VLT Survey Telescope (VST) es el telescopio de mayor tamaño diseñado para rastrear de manera exclusiva los cielos en luz visible. ESO es socio principal de ALMA, el proyecto astronómico de mayor envergadura en la actualidad. Y en el cerro Armazones, cercano a Paranal, ESO se encuentra construyendo el European Extremely Large Telescope (E-ELT), de 39 metros de diámetro, el que se convertirá en "el ojo más grande del mundo para mirar el cielo". ESO España
