La imagen general que se tiene del crecimiento de las galaxias es la de un proceso pausado y constante. El consenso científico ha llegado a la conclusión de que el gas se va acumulando en sus discos, lo que genera la formación de estrellas, y hace que la galaxia se expanda de forma continuada durante miles de millones de años. Sin embargo, un nuevo estudio firmado por personal investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) pone en entredicho esta visión, al menos, para algunas galaxias.
Esta investigación ha utilizado datos del nuevo telescopio Transient Survey Telescope (TST) en el Observatorio del Teide, para descubrir que la galaxia espiral Messier 74 (M74), una de las más estudiadas del cielo, esconde un enorme disco de estrellas jóvenes en sus regiones más externas, duplicando el tamaño conocido de la galaxia en menos de mil millones de años, lo que supone un periodo brevísimo en términos astronómicos.
“Hemos encontrado que M74 tiene un disco exterior extremadamente tenue y azul que nadie había visto antes, a pesar de que esta galaxia lleva décadas siendo observada”, explica Ignacio Ruiz, investigador del IAC y primer autor del estudio. “Lo más sorprendente es la rapidez con la que se ha formado: en menos de mil millones de años, ha surgido un nuevo disco de estrellas que extiende la galaxia hasta casi 100 mil años luz de su centro, el doble de lo que conocíamos”.
Las imágenes convencionales de M74 mostraban un disco de estrellas que se extendía hasta unos 45 mil años luz desde el centro, similar a la Vía Láctea. Sin embargo, las nuevas observaciones, unas diez veces más profundas que los grandes catálogos conocidos desde hace décadas como el famoso SDSS, revelan una realidad muy diferente. Rodeando el disco conocido aparece una estructura de estrellas muy jóvenes, de color azul intenso y extremadamente débil, que se extiende hasta los 100 mil años luz. Esta nueva componente, apenas perceptible en otras observaciones, contiene estrellas con una edad media de tan solo 640 millones de años, una fracción minúscula en la vida de la galaxia.
“Detectar una estructura tan débil requiere de una estrategia de observación y análisis de datos que sea ‘amigable’ con estas estructuras. Los datos que se tenían hasta ahora de esta galaxia ni eran lo suficientemente profundos para detectar esta estructura ni habían sido analizados siguiendo una estrategia enfocada en conservar este tipo de regiones débiles”, explica Ignacio Trujillo, investigador del IAC y coautor del estudio.
El culpable: una vecina molesta
¿Cómo puede una galaxia crecer tan rápido? El equipo apunta a un episodio violento en el pasado reciente de M74: el paso cercano de la galaxia vecina UGC 1176, situada a unos 400 mil años luz de M74. Este tipo de encuentros, conocidos como flybys, pueden desestabilizar el gas frío que rodea una galaxia y provocar que empiece a formar estrellas en sus regiones más externas.
“Si UGC 1176 pasó cerca de M74 hace aproximadamente mil millones de años, habría sacudido el gas del disco exterior y disparado la formación de estrellas en toda esa región”, explica Ignacio Trujillo, inves:gador del IAC y coautor del trabajo. “Las estrellas que vemos ahora en el disco exterior son la huella de ese encuentro. M74 está, en cierto sentido, todavía digiriendo ese choque.”
El escenario es coherente con los datos disponibles: el gas frío (compuesto de hidrógeno neutro) de M74 se extiende mucho más allá que el disco estelar previamente conocido. Además, presenta asimetrías y estructuras complejas que durante décadas intrigaron a los astrónomos y que ahora encuentran una explicación natural como consecuencia de esa interacción pasada.
Un nuevo telescopio, una nueva ventana al Universo más tenue El descubrimiento ha sido posible gracias al nuevo Transient Survey Telescope (TST), un telescopio robótico de un metro de diámetro instalado en el Observatorio del Teide y operado por la empresa canaria LightBridges.
A pesar de su modesto tamaño, la combinación de su cámara de gran campo con una estrategia de observación y tratamiento de imágenes diseñados para preservar las estructuras de más débiles le permite alcanzar profundidades imposibles para telescopios convencionales de mayor apertura. “Esto demuestra que con la instrumentación adecuada y una reducción de datos cuidadosa, un telescopio de un metro puede revelar estructuras que escapan a telescopios mucho más potentes”, señala Miquel Serra-Ricart, coautor del estudio y responsable técnico de las observaciones.
Este estudio aporta una nueva visión a los modelos actuales de crecimiento y evolución de galaxias. El caso de M74 sugiere que este proceso puede interrumpirse o acelerarse dramáticamente por encuentros con otras galaxias, produciendo episodios de crecimiento casi instantáneo en términos astronómicos.
“Lo que vemos en M74 podría no ser excepcional”, advierte Trujillo y añade que “es posible que muchas galaxias pasen por episodios similares de crecimiento explosivo que simplemente no hemos podido detectar hasta ahora porque las imágenes no eran suficientemente profundas. El estudio de más galaxias con el TST en el hemisferio norte, o la llegada de nuevos instrumentos como el Telescopio Vera Rubin en Chile explorando el hemisferio sur podrían revelar si este fenómeno es mucho más común de lo que pensamos”.
Publicación en A&A
Contacto en IAC: Ignacio Ruiz: ignacio.ruiz [at] iac.es (ignacio[dot]ruiz[at]iac[dot]es)
