Buscando galaxias en interacción en el sondeo GAMA

La última nota de prensa de ICRAR (International Centre for Radio Astronomy Research, Perth, Australia) recoge los resultados de un artículo científico publicado en la prestigiosa revista MNRAS en el que participo. Este artículo científico, liderado por el astrofísico Aaron Robotham (ICRAR), utiliza los datos del sondeo GAMA (Galaxy And Mass Assembly), cuya componente principal son las observaciones espectroscópicas obtenidas en Telescopio Anglo-Australiano usando el instrumento 2dF/AAOmega. Si me sigues quizás recordarás que es justo en este telescopio y con este instrumento con el que realizo gran parte de mi labor de astrónomo de soporte. Y, ciertamente, como miembro activo del cartografiado GAMA he realizado MUCHAS observaciones en el AAT para dicho proyecto.
¿De qué va este artículo científico? Básicamente se trataba de un experimento para contabilizar cuántas de las galaxias observadas por GAMA están experimentando interacciones o fusiones de galaxias, y relacionar esto tanto con el ritmo de formación estelar (una medida que sirve a los astrofísicos para cuantificar cuántas estrellas se están formando en ese objeto en un momento dado) con la propia masa estelar de las galaxias. Para ello, muchos de nosotros inspeccionamos visualmente imágenes de estas galaxias (obtenidas con el cartografiado Sloan Digital Sky Survey, SDSS) para clasificarlas en normales, parcialmente interaccionantes, fuertemente interaccionantes. Por ejemplo, yo revisé cerca de 4000 galaxias, un trabajo que me hizo tener el portátil en la cama por las noches (en lugar de leer mi libro de lectura) durante una temporada en abril del año pasado. Todas las galaxias se inspeccionaban por varias personas para estar seguro de que los resultados eran consistentes. En total, inspeccionamos más de 22000 galaxias.
Ciertamente encontrábamos muchas galaxias en interacción fuerte, algunos ejemplos se muestran en esta imagen:

Algunas de las miles de galaxias experimentando un proceso de fusión e identificadas dentro del proyecto GAMA. Crédito de la imagen: Simon Driver y Aaron Robotham (ICRAR).
Al analizar estadísticamente los datos confirmamos que mientras las galaxias enanas (con masas menores de ~10 mil millones de soles) son capaces de formar estrellas de forma eficiente a partir del gas que tenían disponible, las galaxias grandes (hasta 1 billón de veces la masa solar), que normalmente ya no disponen de mucho gas, sólo podían crecer "devorando" galaxias más pequeñas, a las que robaba el gas y las estrellas, para así constituir galaxias más grandes. Además, estas galaxias grandes poseen un agujero negro súper-masivo en su centro que suele estar "activo", lo que hace que las condiciones para que se formen estrellas en dicha galaxia grande sean muy difíciles. En particular, la acción de este núcleo activo (AGN por sus siglas en inglés) calienta mucho el gas y evita que se enfríe, lo que imposibilita la formación estelar (las estrellas nacen dentro de las nubes moleculares más densas, donde el gas condensa en forma molecular a temperaturas sólo unos 10 grados por encima del cero absoluto de temperatura). Así parece que la única forma que tienen de "crecer" las galaxias grandes es devorando a galaxias más pequeñas.
Por supuesto, estos resultados observacionales están en completo de acuerdo con los modelos teóricos cosmológicos (Modelo Jerárquico con Materia Oscura Fría y Constante Cosmológica, ΛCDM) que explican la evolución del Universo: las galaxias crecen acretando primero mucho gas y otras galaxias enanas (algo que ya os he contado es parte de mi investigación científica), y luego mediante procesos de fusión de galaxias, particularmente fusiones de galaxias espirales terminan creando gigantescas galaxias elípticas.
Como ejemplo de este proceso jerárquico, la nota de prensa de ICRAR incluye una preciosa simulación por ordenador que muestra la fusión de la Vía Láctea con la galaxia de Andrómeda dentro de unos 5000 millones de años:

Simulación por ordenador que muestra la fusión de la Vía Láctea con la galaxia de Andrómeda dentro de unos 5000 millones de años. Crédito: Chris Power (ICRAR-UWA), Alex Hobbs (ETH Zurich), Justin Reid (University of Surrey), Dave Cole (University of Central Lancashire) y el Theoretical Astrophysics Group at the University of Leicester, producción del vídeo: Pete Wheeler, ICRAR.
Antes de que esto ocurra, la Vía Láctea se habrá "merendado" a otras muchas galaxias enanas, en particular a las Nubes de Magallanes, dos galaxias enanas de bajo contenido en metales pero muy ricas en gas que están actualmente en fuerte interacción con nuestra Galaxia.
Más información:
- Nota de prensa de ICRAR (International Centre for Radio Astronomy Research, Perth, Australia), en inglés.
- Artículo en Universe Today: Lazy Giant Galaxies Gain Mass By Ingesting Smaller Neighbors (19 septiembre 2014).
- Artículo científico: Galaxy And Mass Assembly (GAMA): Galaxy close-pairs, mergers, and the future fate of stellar mass (astro-ph:/1408.1476).
- Sondeo GAMA (Galaxy And Mass Assembly).