Los vientos intergalácticos son atrapados expulsando gas y polvo de la galaxia.

Los vientos intergalácticos son atrapados expulsando gas y polvo de la galaxia.

La galaxia espiral utilizada en el estudio es parte del cúmulo Coma.  Imagen tomada por el Telescopio Espacial Hubble.  El lado superior derecho de la galaxia es su borde de ataque y como tal ha desarrollado algunas características interesantes.  El lado opuesto muestra poca influencia de la presión ram, ya que el polvo allí probablemente estaba protegido por el resto de la galaxia de los vientos del ICM.

La galaxia espiral utilizada en el estudio es parte del cúmulo Coma. Imagen tomada por el Telescopio Espacial Hubble. El lado superior derecho de la galaxia es su borde de ataque y como tal ha desarrollado algunas características interesantes. El lado opuesto muestra poca influencia de la presión ram, ya que el polvo allí probablemente estaba protegido por el resto de la galaxia de los vientos del ICM.

En las galaxias sanas, se forman nuevas estrellas a partir del medio interestelar (ISM), el suministro de gas y polvo entre las estrellas. Pero a veces los vientos cósmicos, el movimiento de materia entre galaxias, pueden barrer el medio interestelar de una galaxia y frenar la producción de nuevas estrellas allí.

Se desconocen muchos detalles sobre este barrido, como la facilidad con la que ocurre y en qué condiciones físicas, y si las densas nubes de formación de estrellas pueden sobrevivir a estos vientos durante un período de tiempo prolongado. Sin embargo, un nuevo estudio de los vientos cósmicos ha observado el proceso con un detalle sin precedentes, revelando complejidades intrincadas y fascinantes nunca antes vistas.

El estudio utilizó el Telescopio Espacial Hubble, que tomó imágenes de una galaxia espiral a 300 millones de años luz de distancia. La trayectoria orbital de la galaxia dentro del cúmulo de coma la acerca al centro del cúmulo, empujándola a través del gas (o plasma) ionizado caliente del medio intracúmulo (ICM). Los vientos de plasma del ICM luego soplan contra el ISM de la galaxia, creando lo que se llama «presión dinámica»: la presión que experimenta un objeto a medida que se mueve a través de un fluido.

Esta presión puede repeler el polvo de las galaxias, al igual que el cabello de un nadador es arrastrado por el agua. La imagen de arriba muestra claramente que el borde «frontal» de la galaxia (el lado que mira en la dirección del movimiento de la galaxia) es arrastrado por estos vientos, lo que hace que se acumule material.

«En el lado frontal de la galaxia, todo el gas y el polvo parecen estar empaquetados en una cresta larga, o frente de polvo. Pero se ve una estructura notable a pequeña escala en el frente de polvo», explicó el astrónomo de Yale Jeffrey Kenney. autor principal del artículo, «Hay filamentos de cabeza y cola que sobresalen del frente de polvo. Creemos que estos son causados ​​​​por densas nubes de gas que separan el gas de menor densidad».

Una vista cercana del borde de ataque de la galaxia, que muestra los fuertes efectos de la presión dinámica.

Una vista cercana del borde de ataque de la galaxia, que muestra los fuertes efectos de la presión dinámica.

A medida que parte del gas de menor densidad es expulsado (acumulándose para formar el frente de polvo), el gas de mayor densidad se agrupa formando estructuras en forma de pilares. Parece que algo mantiene unidos estos parches ya que la mayor parte del material de baja densidad se elimina por lavado; parte del material de baja densidad se adhiere a los mechones.

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Campos magnéticos

Los investigadores sugieren que esto podría deberse a los campos magnéticos, que influyen en la forma de las nubes. Sin estos campos, los investigadores predicen que las características a lo largo del borde tendrían formas basadas únicamente en la densidad: se verían como una cadena montañosa continua con picos que suben y bajan repentinamente en rápida sucesión. En cambio, observamos estos pilares cohesivos que emergen de una superficie mayormente plana debajo. Estos son el resultado de la «adherencia» de parte del material de menor densidad al material de mayor densidad, lo que corresponde bien al comportamiento del gas bajo la influencia de campos magnéticos.

Este descubrimiento ayudará a los investigadores a comprender mejor los efectos de la presión dinámica en las galaxias del Universo. Uno de los puntos principales del estudio fue determinar la efectividad de este proceso para despojar a las galaxias de su gas. Y si, como argumentan los investigadores, los campos magnéticos son un factor importante en este proceso, podrían disminuir su eficacia. Esto se debe a que tienden a mantener unida la línea de polvo, evitando que el viento perfore agujeros a través de su borde. Cualquier agujero que se forme aumentaría el área superficial de polvo expuesta al viento que se aproxima, acelerando el proceso de decapado.

Las imágenes de alta resolución como la utilizada en este estudio ayudarán a guiar la creación de simulaciones futuras que, a su vez, pueden proporcionar una visión aún más detallada de cómo funciona el proceso. «Para comprender la eficacia de la supresión, es necesario estudiar el comportamiento de ISM en el disco durante su supresión», escriben los autores en su artículo. «En galaxias frontales como NGC 4921, es posible ver cómo el ISM en el disco se ve afectado por la presión dinámica».

Hay algunas sugerencias de que otros procesos son más importantes que los campos magnéticos durante el proceso de grabado, y se necesita más trabajo para confirmar la hipótesis de los investigadores. De cualquier manera, el efecto produce patrones intrincados y hermosos, como puede ver. Muchas de estas características son similares a los pilares de formación de estrellas que se ven en la famosa fotografía llamada «Pilares de la Creación», pero mucho más grandes, unas mil veces.

Incluso las estructuras más densas no durarán para siempre. No son perfectamente inmunes a los estragos del paso de la galaxia a través del ICM y eventualmente se dispersarán, impidiendo la formación de otras estrellas allí. Desafortunadamente, estamos presenciando la formación de la última generación de estrellas en estos pilares literales de la creación.

El diario astronómico2015. DOI: 10.1088/0004-6256/150/2/59 (sobre DOI)

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