Hubble descubrió cúmulos de estrellas celestes, un «collar de perlas» en colisiones de galaxias

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La galaxia AM 1054-325 se ha distorsionado en forma de S a partir de una espiral regular en forma de panqueque debido a la atracción gravitacional de una galaxia cercana, como se ve en esta imagen tomada por el Telescopio Espacial Hubble. Como resultado, se forman cúmulos de estrellas recién nacidas a lo largo de una cola de marea que se extiende miles de años luz y se asemeja a un collar de perlas. Se forman cuando cúmulos de gas colapsan bajo la gravedad para formar alrededor de un millón de estrellas recién nacidas en cada cúmulo. Fuente de la imagen: NASA, ESA, STScI, Jayanne English (Universidad de Manitoba)

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La galaxia AM 1054-325 se ha distorsionado en forma de S a partir de una espiral regular en forma de panqueque debido a la atracción gravitacional de una galaxia cercana, como se ve en esta imagen tomada por el Telescopio Espacial Hubble. Como resultado, se forman cúmulos de estrellas recién nacidas a lo largo de una cola de marea que se extiende miles de años luz y se asemeja a un collar de perlas. Se forman cuando cúmulos de gas colapsan bajo la gravedad para formar alrededor de un millón de estrellas recién nacidas en cada cúmulo. Fuente de la imagen: NASA, ESA, STScI, Jayanne English (Universidad de Manitoba)

Cuando ocurren eventos cósmicos sorprendentes, como colisiones de galaxias, desencadenan interacciones para formar nuevas estrellas y quizás nuevos planetas que de otro modo no se habrían formado. La fuerza de gravedad que provoca las colisiones entre estas galaxias crea colas de marea: una región larga y delgada de estrellas y gas interestelar.

La visión del Telescopio Espacial Hubble es tan nítida que puede ver cúmulos de estrellas recién nacidas suspendidas a lo largo de las colas de las mareas. Se forman cuando cúmulos de gas colapsan bajo la gravedad para formar alrededor de un millón de estrellas recién nacidas en cada cúmulo.

Específicamente, el Telescopio Espacial Hubble de la NASA se centró en 12 galaxias en interacción que tienen colas de marea largas, parecidas a renacuajos, compuestas de gas, polvo y una gran población de estrellas. La notable resolución y sensibilidad ultravioleta del Hubble han revelado 425 cúmulos de estrellas recién nacidas a lo largo de estas colas, que parecen cadenas de luces navideñas.

Cada cúmulo contiene hasta un millón de estrellas recién nacidas de color azul.

Las poblaciones en las colas de las mareas se conocen desde hace décadas. Cuando las galaxias interactúan, las fuerzas de marea gravitacionales atraen largas corrientes de gas y polvo. Dos ejemplos comunes son las antenas y los ratones con sus proyecciones largas y estrechas en forma de dedos.

En un estudio publicado recientemente en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society Los astrónomos utilizaron las capacidades del infrarrojo cercano del Telescopio Espacial Hubble de la NASA para estudiar los cúmulos de colas de marea y determinar sus edades y masas, junto con las propiedades de las galaxias en fusión.

Michael Rudrak de Randolph-Macon College es el autor principal de este estudio y los coautores incluyen a los científicos de ASU Sanchaita Borthakur y Karen Knerman de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio.

Un equipo de astrónomos utilizó una combinación de nuevas observaciones y datos de archivo para obtener las edades y masas de los cúmulos de estrellas de marea. Descubrieron que estos cúmulos son muy jóvenes, tienen sólo 10 millones de años. Parecen formarse al mismo ritmo a lo largo de colas que se extienden miles de años luz.

«Estas observaciones nos dicen cómo se forman las estrellas y qué regula esos procesos. Este conocimiento es esencial para comprender cómo se forman las estrellas en nuestra galaxia», afirma la profesora asistente Sanchaita Borthakur, astrónoma observacional especializada en astronomía extragaláctica en el Earth College de la Universidad Estatal de Arizona. y exploración espacial.

Las colas parecen tomar el brazo espiral galáctico y extenderlo hacia el espacio. La parte exterior del brazo se tira como un caramelo de un tira y afloja gravitacional entre un par de galaxias que interactúan.

Antes de las fusiones, las galaxias eran ricas en nubes de polvo de hidrógeno molecular, que pueden haber permanecido inertes. Pero las nubes se amontonaban y chocaban entre sí durante los encuentros. Esto comprimió el hidrógeno hasta el punto de provocar una tormenta de nacimiento de estrellas.

El destino de estos cúmulos estelares suspendidos es incierto. Pueden permanecer gravitacionalmente intactos y evolucionar hacia cúmulos de estrellas esféricos, como los que orbitan fuera del plano de nuestra Vía Láctea. O pueden dispersarse para formar un halo de estrellas alrededor de su galaxia anfitriona, o ser desechadas para convertirse en estrellas errantes intergalácticas.

«Es muy emocionante presentar la culminación de más de dos décadas de trabajo sobre cúmulos de estrellas en colas de marea utilizando datos de diferentes eras del Hubble combinados con los de otros telescopios», dijo la profesora asistente Karen Knirman. «Comencé a trabajar en este proyecto cuando era estudiante en Penn State en 1999, y aquí se utilizan algunos de los mismos datos y resultados. Obtuvimos datos adicionales del programa Hubble en el que yo era (investigador principal) cuando llegué». a ASU en 2007.” «.

La formación de estrellas de collar de perlas puede haber sido más común en el universo primitivo, cuando las galaxias chocaban frecuentemente entre sí. Estas galaxias cercanas observadas por el Hubble son un indicador de lo que ocurrió hace mucho tiempo y, por tanto, nos permiten mirar hacia el pasado lejano.

«Es una sorpresa ver tantos objetos pequeños en las colas», dijo Rudrak. «Esto nos dice mucho sobre la eficiencia de la formación de masa». «Usando colas de marea, se construirán nuevas generaciones de estrellas que de otro modo no habrían existido».

más información:
Michael Rudrak et al., Cúmulos estelares en desechos de marea, Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society (2023). doi: 10.1093/manras/stad2886 , academia.oup.com/mnras/article/526/2/2341/7286662

Información de la revista:
Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society


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