MUSE revela la verdadera historia que se esconde tras un choque galáctico

Iniciado por DonQuijote, 13-Nov-14, 23:49

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MUSE revela la verdadera historia que se esconde tras un choque galáctico

10 de Noviembre de 2014



MUSE, el nuevo instrumento del VLT (Very Large Telescope) de ESO, ha proporcionado a los investigadores la mejor panorámica de un espectacular accidente cósmico. Las nuevas observaciones revelan, por primera vez, el movimiento del gas a medida que es arrancado de la galaxia ESO 137-001 y devorado, a gran velocidad, por un enorme cúmulo de galaxias. Los resultados son la clave para solucionar un antiguo misterio: por qué se desactiva la formación estelar en los cúmulos de galaxias.

Este equipo de investigadores, dirigido por Michele Fumagalli, del Grupo de Astronomía Extragaláctica y del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham, ha sido de los primeros en utilizar el instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) de ESO, instalado en el VLT. Observando a ESO 137-001, una galaxia espiral que se encuentra a una distancia de 200 millones de años luz, en la constelación austral de Triangulum Australe (el triángulo meridional), han sido capaces de obtener las mejores vistas obtenidas hasta el momento de lo que le está ocurriendo exactamente a la galaxia a medida que se precipita dentro del cúmulo de Norma.

MUSE ofrece a los astrónomos, no solo una imagen, sino que proporciona un espectro — o una banda de colores — para cada pixel de la imagen. Con este instrumento, los investigadores obtienen unos 90.000 espectros cada vez que miran a un objeto, logrando un mapa asombrosamente detallado de los movimientos y otras propiedades de los objetos observados [1].

A ESO 137-001 le están robando su materia prima mediante un proceso llamado "barrido por presión cinética" (ram-pressure stripping),  que ocurre cuando un objeto se mueve a gran velocidad a través de un líquido o gas. Un símil podría ser cómo el aire tira hacia atrás del pelo (y la cara) de un perro cuando saca cabeza por la ventanilla de un coche en movimiento. En este caso, el gas, en forma de fina capa, forma parte de una enorme nube caliente que envuelve al cúmulo de galaxias en el que está cayendo ESO 137-001, a varios millones de kilómetros por hora [2].

La galaxia está siendo despojada de la mayor parte de su gas, el combustible necesario para fabricar la próxima generación de jóvenes estrellas azules. ESO 137-001 está en medio de esta transformación galáctica y, de ser una galaxia azul, rica en gas, está pasando a convertirse en una galaxia roja sin apenas gas. Los científicos creen que el proceso observado ayudará a resolver un antiguo enigma científico.

"Averiguar cómo y por qué las galaxias que están en los cúmulos evolucionan del azul al rojo durante un período muy corto de tiempo, es una de las tareas principales de la astronomía moderna", afirma Fumagalli. "Observar una galaxia, justo cuando cambia del azul al rojo, nos permite investigar cómo sucede".

Sin embargo, observar este espectáculo cósmico no es tarea fácil. El cúmulo de Norma se encuentra cerca del plano de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, así que está escondido detrás de grandes cantidades de gas y polvo galáctico.

Con la ayuda de MUSE, instalado en uno de los telescopios unitarios de 8 metros del VLT, en el Observatorio Paranal, en Chile, los científicos pudieron, no sólo detectar el gas que se encontraba en la galaxia y sus alrededores, sino que fueron capaces de ver cómo se mueve. El nuevo instrumento es tan eficaz que una hora de tiempo de observación fue suficiente para obtener una imagen de alta resolución de la galaxia, así como información sobre la distribución y el movimiento de su gas.

Las observaciones muestran que los bordes externos de ESO 137-001 ya están totalmente desprovistos de gas. Esto se debe a que el gas del cúmulo, a millones de grados de temperatura, empuja al gas más frío, expulsándolo de ESO 137-001 a medida que se mueven hacia el centro del cúmulo. Esto sucede primero en los brazos espirales, donde las estrellas y la materia apenas se propagan (al contrario de lo que ocurre en el centro), y donde la gravedad ejerce una fuerza relativamente débil sobre el gas. En el centro de la galaxia, sin embargo, la fuerza gravitacional es lo suficientemente fuerte como para aguantar más en este tira y afloja cósmico y aún se observa el gas.

Finalmente, todo el gas galáctico será barrido de ESO 137-001, que dejará tras de sí un rastro de vetas brillantes — restos delatores de este espectacular robo. El gas que está lejos de la galaxia se mezcla con el gas caliente del cúmulo, formando, de nuevo, magníficos rastros que se extienden hasta una distancia de más de 200.000 años-luz. El equipo pudo mirar, más de cerca, estas corrientes de gas para comprender mejor la turbulencia creada por la interacción.

Sorprendentemente, las nuevas observaciones de MUSE de este penacho de gas, muestran que el gas continúa rotando en el mismo sentido que la galaxia, incluso después de haber sido arrastrados al espacio. Además, los investigadores fueron capaces de determinar que la rotación de las estrellas en ESO 137-001 permanece sin cambios. Esto proporciona una evidencia adicional para confirmar que el responsable de despojar a la galaxia no es la gravedad, sino el gas del cúmulo [3].

Matteo Fossati (del Observatorio de la Universidad de Múnich y el Instituto Max-Planck para el estudio de la Física Extraterrestre, Garching, Alemania), coautor del artículo, concluye: "con los detalles revelados por MUSE nos estamos acercando a una comprensión completa de los procesos que tienen lugar en tales colisiones. Podemos ver en detalle los movimientos de la galaxia y del gas, algo que no sería posible sin este nuevo y singular instrumento. Estas, y futuras observaciones, nos ayudarán a desarrollar una idea más clara de lo que está impulsando la evolución de las galaxias".

Notas

[1] MUSE es el primer espectrógrafo de campo integral de gran tamaño instalado jamás en un telescopio de 8 metros. Como comparación, los estudios anteriores de ESO 137-001 no recogieron más de 50 espectros.

[2] El telescopio espacial Hubble de NASA/ESA ha proporcionado una imagen espectacular de este objeto pero, a diferencia de MUSE, no puede revelar los movimientos del material.

[3] Si la gravedad desempeñara algún papel en el proceso por el cual se despoja a la galaxia de material, los investigadores habrían esperado ver perturbaciones dentro de la galaxia.

Enlaces

    Artículo científico
 
Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso1437.



Imágenes




Imagen obtenida por el instrumento MUSE de la galaxia ESO 137-001, barrida por presión cinética.

The MUSE instrument on ESO's Very Large Telescope has provided researchers with the best view yet of a spectacular cosmic crash. Observations reveal for the first time the motion of gas as it is ripped out of the galaxy ESO 137-001 as it ploughs at high speed into a vast galaxy cluster. The results are the key to the solution of a long-standing mystery — why star formation switches off in galaxy clusters.

In this picture the colours show the motions of the gas filaments — red means the material is moving away from Earth compared to the galaxy and blue that it is approaching.

Note that the upper-left and lower-right parts of this picture have been filled in using the Hubble image of this object.

Credit: ESO/M. Fumagalli Imagen eso1437a





Imagen obtenida por el instrumento MUSE de la galaxia ESO 137-001, barrida por presión cinética.

The MUSE instrument on ESO's Very Large Telescope has provided researchers with the best view yet of a spectacular cosmic crash. Observations reveal for the first time the motion of gas as it is ripped out of the galaxy ESO 137-001 as it ploughs at high speed into a vast galaxy cluster. The results are the key to the solution of a long-standing mystery — why star formation switches off in galaxy clusters.

This picture is in close-to-natural colours, with the red patches being glowing clouds of hydrogen gas.

Note that the upper-left and lower-right parts of this image were filled in using Hubble data.

Credit: ESO/M. Fumagalli Imagen eso1437b





La galaxia ESO 137-001, en la constelación de Triangulum Australe

This chart shows the location of the distant galaxy ESO 137-001 in the constellation of Triangulum Australe (The Southern Triangle). This is a rich area of the sky close to the Milky Way, but this galaxy is faint and needs a large telescope to be visible.

Credit: ESO, IAU and Sky & Telescope Imagen eso1437c





Visión de amplio campo del cielo alrededor de la galaxia ESO 137-001.

This wide-field view shows the sky around the galaxy ESO 137-001, which appears near the bottom-right of this picture. This part of the sky is in the southern Milky Way and huge numbers of stars are visible in the foreground. This picture was created from images forming part of the Digitized Sky Survey 2.

Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2 Imagen eso1437d





Composición de ESO 137-001 creada con imágenes de Hubble y Chandra

This image combines NASA/ESA Hubble Space Telescope observations with data from the Chandra X-ray Observatory. As well as the electric blue ram pressure stripping streaks seen emanating from ESO 137-001, a giant gas stream can be seen extending towards the bottom of the frame, only visible in the X-ray part of the spectrum.

Credit: NASA, ESA, CXC Imagen eso1437e


Videos

http://youtu.be/XYAqSOsqmDQ

Acercándonos a ESO 137-001

Este vídeo se acerca a la galaxia espiral ESO 137-001, que sufre un barrido por presión cinética. La secuencia comienza con una vista del cielo nocturno cerca de la constelación de Triangulum Australe (triángulo del sur). A continuación, hace un zoom a través de las observaciones del sondeo Digitized Sky Survey 2, y termina con una imagen de la galaxia obtenida por el Hubble.

Crédito: NASA, ESA, Digitized Sky Survey 2. Acknowledgements: Ming Sun (UAH) and Serge Meunier. Music: movetwo Video eso1437a


http://youtu.be/9hCTVgiLn8Y

MUSE shows ESO 137-001 in three dimensions

This view shows how the new MUSE instrument on ESO's Very Large Telescope gives a three-dimensional depiction of the galaxy ESO 137-001 as it falls into the vast Norma Galaxy Cluster and is stripped of its gas.

For each part of the galaxy the light has been split up into its component colours — revealing not only the motions of different parts of the galaxy and its long tail but also clues to its chemical composition and other properties. At certain wavelengths the emission from the tail of the galaxy is clearly seen, as well as the different velocities of different parts.

During the subsequent analysis the astronomer can move through the data and study different views of the object at different wavelengths, just like tuning a television to different channels at different frequencies. In this sequence the speed is adjusted to highlight the glow from star formation regions in the tail.

Crédito: ESO/M. Fumagalli/L. Calçada Video eso1437b
Telescopios: SW 150/1200-EQ3, Meade LB 12", ETX70, ED-80, Lunt 60.

No es más rico el que más tiene, sino el que menos necesita.
El secreto de la felicidad no está en hacer lo que se quiere sino en querer lo que se hace.



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