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El halo de Andrómeda ya choca con el de la Vía Láctea

Los científicos descubren usando el Hubble que la aureola de plasma difuso de Andrómeda se extiende a 1,3 millones de años luz de la galaxia.

31 agosto 2020

Los científicos que trabajan con el telescopio espacial Hubble de NASA/ESA han realizado un estudio histórico mapeado la inmensa envoltura de gas, llamada halo, que rodea a la galaxia de Andrómeda, nuestra gran vecina galáctica más cercana. Los científicos se sorprendieron al descubrir que este halo tenue y casi invisible de plasma difuso se extiende a 1,3 millones de años luz de la galaxia, aproximadamente a la mitad de nuestra Vía Láctea, y hasta 2 millones de años luz en algunas direcciones. Eso significa que el halo de Andrómeda ya está chocando con el halo de nuestra propia galaxia.

También descubrieron que el halo tiene una estructura en capas, con dos capas principales de gas anidadas y distintas. Este es el estudio más completo de un halo que rodea una galaxia.

"Comprender los enormes halos de gas que rodean las galaxias es algo inmensamente importante", explicaba en un comunicado la co-investigadora Samantha Berek de la Universidad de Yale en Connecticut. "Este depósito de gas contiene combustible para la formación de futuras estrellas dentro de la galaxia, así como para la expulsión de eventos como las supernovas. Está lleno de pistas sobre la evolución pasada y futura de una galaxia, y finalmente podemos estudiarlo en detalle en nuestro vecino galáctico más cercano ".

AndrómedaGalaxia de Andrómeda/ Crédito: NASA/ESA

"Descubrimos que la capa interna que se extiende hasta alrededor de medio millón de años luz es mucho más compleja y dinámica", añadía el director del estudio, Nicolas Lehner, de la Universidad de Notre Dame en Indiana. "La capa exterior es más suave y más caliente. Esta diferencia es, probablemente, resultado de una actividad de supernova en el disco de la galaxia que afecta directamente al halo interior".

Una firma de esta actividad es el descubrimiento por parte del equipo de una gran cantidad de elementos pesados ??en el halo gaseoso de Andrómeda. Los elementos más pesados ??se cuecen en el interior de las estrellas y luego se expulsan al espacio, a veces violentamente cuando una estrella muere. El halo luego se contamina con este material de explosiones estelares.

La galaxia de Andrómeda, también conocida como M31, es una majestuosa espiral de hasta 1 billón de estrellas y comparable en tamaño a nuestra Vía Láctea. A una distancia de 2,5 millones de años luz, está tan cerca de nosotros que la galaxia aparece como una mancha de luz en forma de cigarro sobre el cielo otoñal. Si su halo gaseoso pudiera verse a simple vista, sería aproximadamente tres veces el ancho de la Osa Mayor. Sería sin duda lo más llamativo del cielo nocturno.

A través de un programa llamado Proyecto AMIGA (Mapa de Absorción de Gas Ionizado en Andrómeda), el estudio examinó la luz de 43 cuásares, los núcleos brillantes muy distantes de galaxias activas alimentadas por agujeros negros, ubicados mucho más allá de Andrómeda. Los cuásares se encuentran dispersos detrás del halo, lo que permite a los científicos explorar varias regiones. Al mirar a través del halo a la luz de los cuásares, observaron cómo esta luz es absorbida por el halo de Andrómeda y cómo esa absorción cambia según las regiones. El inmenso halo de Andrómeda está hecho de un gas ionizado y muy enrarecido que no emite radiación fácilmente detectable. Por eso, rastrear la absorción de luz proveniente de una fuente que está más al fondo es mejor manera para sondear este material.

Halo de AndrómedaIlustración del halo gaseoso de la galaxia de Andrómeda si pudiera verse a simple vista/ Crédito: NASA, ESA, J. DePasquale y E. Wheatley (STScI) y Z. Levay 

Los investigadores utilizaron la capacidad única del Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos (COS) de Hubble para estudiar la luz ultravioleta de los cuásares. La luz ultravioleta es absorbida por la atmósfera de la Tierra, lo que hace que sea imposible de observar con telescopios terrestres. El equipo utilizó COS para detectar gas ionizado de carbono, silicio y oxígeno. Un átomo se ioniza cuando la radiación le quita uno o más electrones.

El equipo de Lehner ya había comprobado anteriormente el halo de Andrómeda. En 2015, descubrieron que el halo de Andrómeda es grande y masivo. Pero había pocos indicios de su complejidad; ahora, lo han mapeado con más detalle, lo que lleva a determinar su tamaño y masa con mucha más precisión.

"Anteriormente, había muy poca información, solo seis cuásares, a 1 millón de años luz de la galaxia. Este nuevo programa proporciona mucha más información sobre esta región interna del halo de Andrómeda", explicaba el co-investigador J. Christopher Howk, también de Notre Dame. "Sondear gas dentro de este radio es importante, ya que representa una especie de esfera gravitacional de influencia para Andrómeda".

Dado que vivimos dentro de la Vía Láctea, los científicos no pueden interpretar fácilmente la huella del halo de nuestra propia galaxia. Sin embargo, creen que los halos de Andrómeda y la Vía Láctea deben ser muy similares, ya que estas dos galaxias son bastante parecidas. Las dos galaxias están en curso de colisión y se fusionarán para formar una galaxia elíptica gigante dentro de unos 4 mil millones de años.

Los científicos han estudiado los halos gaseosos de galaxias más distantes, pero esas galaxias son mucho más pequeñas en el cielo, lo que significa que la cantidad de cuásares de fondo lo suficientemente brillantes como para sondear su halo suele ser de solo uno por galaxia. Por tanto, casi toda la información espacial se pierde. Con su proximidad a la Tierra, el halo gaseoso de Andrómeda se cierne sobre el cielo, lo que permite un muestreo mucho más extenso.

De hecho, Andrómeda es la única galaxia del universo para en la que actualmente se puede realizar este experimento, y solo con un telescopio como el Hubble. Más adelante quizás, con un futuro telescopio espacial sensible a los rayos ultravioleta, los científicos podrán llevar a cabo este tipo de experimentos de forma rutinaria más allá de las aproximadamente 30 galaxias que componen el Vecindario Local.

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