Las galaxias que colisionan a 3,2 millones de kilómetros por hora crean un “boom sónico” de formación de estrellas

Un nuevo instrumento astronómico ha realizado su primera aparición para observar las velocidades de las galaxias en colisión en el famoso Quinteto de Stephan. Ha revelado la velocidad a la que una de estas galaxias choca contra las demás y las consecuencias, que los astrónomos han comparado con el estallido sónico creado por un avión de combate que supera la velocidad del sonido.

El Quinteto de Stephan es un grupo de galaxias que han sido un excelente campo de pruebas para las teorías del movimiento galáctico. Como sugiere el nombre, su descubridor, Édouard Stephan, reconoció que hay cinco, a pesar de que dos están tan cerca que es fácil confundirlos con uno. Stephan estuvo trabajando cuatro décadas antes de que se revelara que las galaxias eran objetos fuera de la Vía Láctea, por lo que no sabía lo que estaba mirando, pero aún podía ver que se trataba de algo especial.

Cuatro de las galaxias que vio Stephan interactúan entre sí y se espera que eventualmente formen una única supergalaxia en un futuro lejano. Por el momento, uno de ellos, conocido como NGC 7318b, está actuando como una bola de demolición, atravesando a los demás a velocidades relativas del 0,3 por ciento de la velocidad de la luz, lo que suena más impresionante si se tiene en cuenta que es cuatro veces más rápido que el Sol orbita alrededor del planeta. Centro Galáctico.

Las estrellas son tan pequeñas en comparación con el espacio entre ellas que las galaxias antiguas pueden atravesarse unas a otras sin apenas perturbaciones. Sin embargo, cuando todavía hay mucho gas que aún no se ha convertido en estrellas, como es el caso de los miembros del Quinteto, las nubes de gas chocan entre sí.

«La actividad dinámica en este grupo de galaxias ha sido reactivada por una galaxia que lo atravesó a una increíble velocidad de más de 2 millones de mph (3,2 millones de km/h), provocando un impacto inmensamente poderoso, muy parecido al estallido sónico de un avión de combate. ”, dijo la Dra. Marina Arnaudova de la Universidad de Hertfordshire en un comunicado.

«Desde su descubrimiento en 1877, el Quinteto de Stephan ha cautivado a los astrónomos porque representa un cruce galáctico donde las colisiones pasadas entre galaxias han dejado tras de sí un complejo campo de escombros», señaló Arnaudova. Por lo tanto, el grupo era un objetivo perfecto para las primeras observaciones de el Explorador de velocidad de área mejorada (WEAVE) del Telescopio William Herschel, un espectrógrafo de campo amplio que se ha agregado al telescopio de 4,2 metros (13,8 pies) Telescopio óptico William Herschel en La Palma.

«A medida que el choque se mueve a través de bolsas de gas frío, viaja a velocidades hipersónicas (varias veces la velocidad del sonido en el medio intergaláctico del Quinteto de Stephan), lo suficientemente potente como para separar los electrones de los átomos, dejando tras de sí un rastro brillante de gas cargado, como visto con WEAVE», dijo Arnaudova. La palabra «varios» subestima el caso: Arnaudova y su equipo estimaron que la onda de choque viaja a más de 25 veces la velocidad del sonido en el gas.

Sin embargo, el choque se debilita a medida que avanza hacia regiones de plasma caliente, cayendo a aproximadamente cuatro veces la velocidad del sonido y produciendo principalmente ondas de radio, en lugar de una parte más energética del espectro electromagnético. Sin embargo, estas ondas de radio son ideales para la detección con instrumentos como el Very Large Array, cuya salida se ha combinado con la de WEAVE.

Combinando las observaciones de otros telescopios que también han observado el famoso Quinteto, incluido el JWST, permitió al equipo localizar dónde se produce el choque dentro de las galaxias con mayor precisión que nunca.

Aunque las velocidades relativas entre NGC 7318b y las demás son mucho mayores, Arnaudova y sus coautores creen que de las interacciones del Quinteto se pueden aprender lecciones sobre la forma en que la Vía Láctea se tragará las pequeñas galaxias que ahora la orbitan. De manera similar, al ver estas colisiones en vivo, podemos tener una mejor idea del consumo pasado de algunas galaxias pequeñas por parte de la Vía Láctea y de la deglución parcial de otras.

Colisiones como ésta también estimulan la formación de estrellas a partir de gas que, de otro modo, podrían haber sobrevivido durante miles de millones de años sin condensarse. Dado que NGC 7318b se enfrenta a varias galaxias a la vez, existe un gran potencial para la formación de estrellas, y la mayor parte de ella ocurre actualmente en el área conocida como SQ-A en el extremo norte del choque. Mirando de cerca, es posible ver que esta área es más azul que el resto del Quinteto debido a las estrellas jóvenes y calientes que hay allí.

El más brillante de los cinco originales de Stephan (arriba en la imagen JWST, abajo a la izquierda en WEAVE) está a menos de una quinta parte de nosotros de los demás y, por lo tanto, no está involucrado en estas travesuras. Sin embargo, el nombre Quinteto es exacto. Hay una quinta galaxia más pequeña, NGC 7320c, que desde nuestra perspectiva se esconde detrás de la brillante que notamos inmediatamente. Aunque actualmente está algo alejada de las demás, NGC 7320c ha tenido encuentros con otras galaxias en el pasado y, por lo tanto, ayudó a dar forma a su dinámica.

El estudio es de acceso abierto en Monthly Notices de la Royal Astronomical Society.