Imagen profunda de la Galaxia del Paraguas

Posiblemente muchos de vosotros ya habéis visto la Imagen Astronómica del Día de hoy (2 julio), que muestra con exquisito detalle los sutiles rasgos estelares que rodean a NGC 4651, la ya conocida como Galaxia del Paraguas:

Imagen profunda de la Galaxia del Paraguas, NGC 4651, que toma su nombre del curioso rasgo que posee hacia su izquierda en la imagen. Estas sutiles estructuras son consecuencia de la acreción de una galaxia enana por NGC 4651, que se estima era alrededor 50 veces más pequeña que la principal. La galaxia enana ha sido destruida por las intensas fuerzas de marea, provocando las estructuras alargadas y la "cubierta del paraguas" al evolucionar. El recuadro inferior izquierdo muestra la localización de lo que parece ser el núcleo de la galaxia enana destruida por NGC 4651. La imagen es una combinación de datos obtenidos con el Telescopio BlackBird de 0.5m y la cámara Suprime-Cam en el telescopio de 8.2 metros del Telescopio Subaru. En concreto, se usaron los filtros anchos V y R y el filtro estrecho [O III] (para buscar la emisión de las nebulosas) en Subaru. Estos datos se combinaron en una capa de luminancia para obtener la resolución espacial, mientras que los datos en filtros anchos B, V, R con el telescopio de 0.5m BlackBird (6 horas en total) se usaron para obtener la información en color. Crédito: R Jay Gabany (Blackbird Observatories), Collaboration: C.Foster (Australian Astronomical Obs.), H.Lux (U. Nottingham, Oxford), A.Romanowsky (San Jose State, UCO), D.Martínez-Delgado (Heidelberg), et al..
Aunque esta imagen está obtenida por el prestigioso astrofotógrafo Ray J. Gabany, el artículo científico está liderado por mi compañera del Australian Astronomical Observatory (AAO), Caroline Foster. La página principal del AAO ya recogía ayer la nota de prensa sobre este este estudio. Y os lo iba a comentar ayer mismo para luego añadir "esto es un APOD seguro", pero ya veis, en esta ocasión APOD ha sido súper rápido.
NGC 4651 es una galaxia espiral localizada a 62 millones de años luz, proyectada sobre la constelación boreal de Coma Berenices. En 2010, un estudio piloto liderado por el astrofísico cordobés David Martínez-Delgado (Universidad de Heidelberg, Alemania), quien utilizaba precisamente imágenes obtenidas con telescopios pequeños, desveló que NGC 4651 poseía unas estas extrañas estructuras lejos de las zonas centrales de la galaxia. Rasgos similares (conchas, rayos, nubes difusas, arcos de material) aparecieron en otras 5 galaxias espirales, todas ellas (incluida NGC 4651) clasificadas como aparentemente aisladas. El origen de estas estructuras se explicó como consecuencia de la destrucción de galaxias enanas satélites por las galaxias espirales grandes. Las intensas fuerzas gravitatorias de la galaxia espiral destruían completamente la galaxia enana mediante la acción de las "fuerzas de marea", provocando así todas estas estructuras.
Ahora, los astrofísicos han usado datos profundos obtenidos con los telescopios Subaru (8.2m metros de tamaño) y Keck (10 metros de tamaño) en Hawaii para obtener datos espectroscópicos de objetos individuales dentro de esas estructuras. Así, se han identificado cúmulos globulares, nebulosas planetarias, e incluso regiones de formación estelar (regiones HII) dentro del sistema. El objetivo de estas observaciones era medir el movimiento de las estrellas en esas estructuras para limitar las características de la interacción entre la galaxia enana (ahora prácticamente destruida) y NGC 4651, y así poder reconstruir la historia del sistema, algo que no es posible teniendo solamente la información espacial (la imagen). De esta forma, y gracias a un detallado modelo de tipo "N-cuerpos" por ordenador, los autores han podido "crear" la estructura en tres dimensiones de NGC 4651, que es consecuencia de la acreción de una única galaxia enana:

Modelo de ordenador en 3D de la Galaxia del Paraguas (NGC 4651) y los restos de marea que posee por la acreción de una galaxia enana. La trajectoria de esta galaxia enana que está siendo engullida se muestra en verde, con las estrellas en blanco. El disco de NGC 4651 se ilustra con círculos azules. Crédito: N. Singh/UCSC.
En total, han se han identificado unas 15 entidades asociadas a la substructura del halo de NGC 4651, incluyendo el posible núcleo de la galaxia enana que está siendo destruida (ver recuadro inferior izquierdo en la primera imagen), además de inferir un periodo de unos 350 millones de años para la órbita de dicho objeto enano. El modelo que reproduce los datos indica que la galaxia satélite ha cruzado recientemente el disco espiral de NGC 4651, provocando las estructuras que vemos hoy día. Esta investigación es pionera en el sentido de que confirma que con sólo la información cinemática de unas pocas decenas de entidades dentro de las corrientes de marea se puede recuperar la propia evolución de la galaxia enana mientras es destruida por la galaxia principal, proporcionando pistas vitales a la hora de entender la física de lo que se conoce como "fusiones menores" (minor mergers), procesos que tienen una importancia fundamental a la hora de entender la evolución y la creación de las galaxias como la Vía Láctea.
Más información (todo en inglés):
- Imagen Astronómica del Día de hoy (2 julio 2014).
- Nota de prensa del Australian Astronomical Observatory
- Página de Ray J. Gabany explicando la imagen.
- Artículo científico en arXiv: C. Foster, H. Lux, A.J. Romanowsky, D. Martínez-Delgado, S. Zibetti, J.A. Arnold, J.P. Brodie, R. Ciardullo, R.J. GaBany, M.R. Merrifield, N. Singh and J. Strader. “Kinematics and simulations of the stellar stream in the halo of the Umbrella Galaxy”. MNRAS in press (2014).