Observan con un detalle sin precedentes un choque galáctico a 3.2 millones de kilómetros por hora

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Una colisión masiva de galaxias, provocada por una de ellas que viajaba a una velocidad increíble de 3,2 millones de kilómetros por hora, ha sido vista con un detalle sin precedentes por uno de los telescopios más potentes de la Tierra.

Datos de <em>WEAVE</em> superpuestos a una imagen del <em>Quinteto de Stephan</em> obtenida por el <em>Telescopio Espacial James Webb</em>, con contornos verdes que muestran datos de radio del <em>radiotelescopio LOFAR (Low Frequency Array)</em>. Los colores naranja y azul siguen el brillo del hidrógeno alfa obtenido con el <em>LIFU</em> de <em>WEAVE</em>, que traza dónde se ioniza el gas intergaláctico. El hexágono indica la cobertura aproximada de las nuevas observaciones de <em>WEAVE</em> del sistema, que tiene un ancho de 36 kpc (similar en tamaño a nuestra propia galaxia, la <em>Vía Láctea</em>). Crédito: Universidad de Hertfordshire. Tipo de licencia Atribución (CC BY 4.0)

Datos de WEAVE superpuestos a una imagen del Quinteto de Stephan obtenida por el Telescopio Espacial James Webb, con contornos verdes que muestran datos de radio del radiotelescopio LOFAR (Low Frequency Array). Los colores naranja y azul siguen el brillo del hidrógeno alfa obtenido con el LIFU de WEAVE, que traza dónde se ioniza el gas intergaláctico. El hexágono indica la cobertura aproximada de las nuevas observaciones de WEAVE del sistema, que tiene un ancho de 36 kpc (similar en tamaño a nuestra propia galaxia, la Vía Láctea). Crédito: Universidad de Hertfordshire. Tipo de licencia Atribución (CC BY 4.0)

El dramático impacto fue observado en el Quinteto de Stephan, un grupo de galaxias cercano formado por cinco galaxias avistadas por primera vez unos 150 años atrás.

Provocó un impacto inmensamente poderoso, similar al “estruendo sónico de un avión de combate”, pero aquél es uno de los fenómenos más sorprendentes del universo.

El Quinteto de Stephan representa “una encrucijada galáctica donde las colisiones pasadas entre galaxias han dejado tras de sí un complejo campo de escombros”, que ahora ha sido despertado por el paso de la galaxia NGC 7318b.

La colisión fue detectada por un equipo de científicos utilizando las primeras observaciones del nuevo espectrógrafo de campo amplio WEAVE (William Herschel Telescope Enhanced Area Velocity Explorer)¹, que costó 20 millones de euros, y está emplazado en el Observatorio Roque de los Muchachos en la isla de La Palma, España.

Esta instalación científica de última generación no sólo revelará cómo se formó nuestra galaxia, la Vía Láctea, a lo largo de miles de millones de años, sino que también ofrecerá nuevos conocimientos sobre millones de otras galaxias en todo el universo.

El descubrimiento de NGC 7318b atravesando el Quinteto de Stephan fue observado por un equipo de más de 60 astrónomos y se publicó en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

El sistema es un laboratorio ideal para comprender la relación caótica y a menudo violenta entre las galaxias, razón por la cual fue el foco de la primera observación realizada por la Unidad de Gran Campo Integral (LIFU) de WEAVE.

Observaciones de radio del Quinteto de Stephan en diferentes frecuencias, tomadas por Low Frequency Array (LOFAR) y Very Large Array (VLA). Los colores rojos indican una fuerte emisión de radio proveniente del frente de choque, así como de algunas de las galaxias del grupo y más allá. Crédito: Universidad de Hertfordshire. Tipo de licencia Atribución (CC BY 4.0)

La imagen revela la edad del plasma de alta energía en el Quinteto de Stephan, captada por observaciones de radio con VLA y LOFAR. Los colores azules indican plasma más antiguo y de baja energía, mientras que las áreas naranja y amarilla marcan regiones que están siendo energizadas activamente. Las líneas discontinuas delgadas delinean la ubicación de las galaxias en el grupo, mientras que las líneas continuas negras trazan la región de choque identificada con los datos de WEAVE, que coincide perfectamente con las áreas donde este plasma está siendo reacelerado por la colisión entre NGC 7318b y el grupo. Crédito: University of Hertfordshire. Tipo de licencia Atribución (CC BY 4.0)

La investigadora principal, Dra. Marina Arnaudova, de la Universidad de Hertfordshire, señaló que “desde su descubrimiento en 1877, el Quinteto de Stephan ha cautivado a los astrónomos, porque representa una encrucijada galáctica donde las colisiones del pasados entre galaxias dejó detrás un complejo campo de escombros”.

“La actividad dinámica en este grupo de galaxias ha sido despertada nuevamente por una galaxia que lo chocó a una velocidad increíble -más de 3,2 millones de km/h, lo que provocó un impacto inmensamente poderoso, muy parecido al estampido sónico de un avión de combate”.

El equipo internacional descubrió una naturaleza dual detrás del frente de choque, previamente desconocida para los astrónomos.

“A medida que la onda expansiva se desplaza 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 electrones de los átomos, dejando atrás un rastro brillante de gas cargado, como se ve con WEAVE”*, explicó la Dra. Arnaudova.

Sin embargo, cuando la onda de choque pasa a través del gas caliente circundante, se vuelve mucho más débil, según expresó el estudiante de doctorado Soumyadeep Das, también de la Universidad de Hertfordshire. Das añadió que “en lugar de causar una perturbación significativa, el choque débil comprime el gas caliente, lo que produce ondas de radio que son captadas por radiotelescopios como el Low Frequency Array (LOFAR)”.

La nueva perspectiva y los detalles sin precedentes surgieron del LIFU de WEAVE, que combinó datos con otros instrumentos de vanguardia como LOFAR, Very Large Array (VLA) y el ** Telescopio Espacial James Webb (JWST)*.

Descomposición de gas mediante <em>WEAVE</em> en el <em>Quinteto de Stephan</em>, superpuesta a una imagen del <em>James Webb Space Telescope</em>. El rojo resalta el gas impactado por la colisión, mientras que el verde y el azul muestran las regiones de formación estelar. Las áreas violetas representan burbujas con un origen desconocido. Los contornos negros muestran hidrógeno neutro, y su ubicación relativa al gas impactado (en rojo) sugiere que es de ahí de donde proviene. Crédito: University of Hertfordshire. Tipo de licencia Atribución (CC BY 4.0)

Descomposición de gas mediante WEAVE en el Quinteto de Stephan, superpuesta a una imagen del James Webb Space Telescope. El rojo resalta el gas impactado por la colisión, mientras que el verde y el azul muestran las regiones de formación estelar. Las áreas violetas representan burbujas con un origen desconocido. Los contornos negros muestran hidrógeno neutro, y su ubicación relativa al gas impactado (en rojo) sugiere que es de ahí de donde proviene. Crédito: University of Hertfordshire. Tipo de licencia Atribución (CC BY 4.0)

El corrector y posicionador de foco principal WEAVE en el telescopio William Herschel en La Palma, España. Crédito: ING. Tipo de licencia Atribución (CC BY 4.0)

Datos sobre WEAVE
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WEAVE es un dispositivo de mapeo súper rápido de última generación que se ha conectado al Telescopio William Herschel para analizar la composición de las estrellas y el gas tanto en la Vía Láctea como en otras galaxias distantes.

Esto se logra con la ayuda de un espectroscopio, que revela los elementos que componen las estrellas generando un patrón de estilo código de barras dentro de un prisma de colores que forman una fuente de luz.

Fue diseñado y construido siguiendo un acuerdo multilateral entre Francia, Italia y los países miembros del Grupo de Telescopios Isaac Newton (Reino Unido, España y Países Bajos).

Los astrónomos aguardan que WEAVE ayude a revelar cómo se formó nuestra galaxia con un detalle sin precedentes y revolucione nuestra comprensión del Universo.

El Dr. Daniel Smith, de la Universidad de Hertfordshire, remarcó que “es un trabajo realmente interesante el que Marina ha realizado con este gran equipo, pero este primer artículo científico de WEAVE también representa sólo una muestra de lo que está por venir en los próximos cinco años ahora que WEAVE está en pleno funcionamiento”.

En tanto, el profesor Gavin Dalton, investigador principal de WEAVE en RAL Space y la Universidad de Oxford, expresó que “es fantástico ver el nivel de detalle descubierto aquí por WEAVE”. Y añadió que “además de los detalles del choque y la colisión en desarrollo que vemos en el Quinteto de Stephan, estas observaciones proporcionan una perspectiva notable sobre lo que puede estar sucediendo en la formación y evolución de las galaxias débiles apenas resueltas que vemos en los límites de nuestras capacidades actuales”.

Y el Dr. Marc Balcells, director del Grupo de Telescopios Isaac Newton, admitió: “Estoy entusiasmado al ver que los datos recopilados en la primera luz de WEAVE ya brindan un resultado de alto impacto, y estoy seguro de que este es sólo un ejemplo temprano de los tipos de descubrimientos que serán posibles con WEAVE en el Telescopio William Herschel en los próximos años”.

El artículo 2 MILLION mph galaxy smash-up seen in unprecedented detail, fue publicado en el sitio de noticias de la Royal Astronomical Society

El William Herschel Telescope Enhanced Area Velocity Explorer (WEAVE). WEAVE es un espectrógrafo óptico multiobjeto de última generación instalado en el Telescopio William Herschel (WHT) de 4,2 metros ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos en la isla de La Palma. WEAVE está diseñado para revolucionar las capacidades del WHT, convirtiéndolo en uno de los mejores telescopios de 4 metros del mundo para realizar estudios espectroscópicos ópticos multiobjeto. Gran campo de visión: WEAVE tiene un diámetro de campo de 2 grados, lo que le permite observar hasta 1000 espectros de objetos astronómicos en una sola exposición. La Unidad de campo multiintegral (IFU): es un instrumento con un diseño particular que posibilita la espectroscopia de campo integral de galaxias y otros objetos extendidos. Resolución espectral: WEAVE ofrece dos modos: un modo de baja resolución en R~~5000 (que cubre 3660-6060 y 5790-9590 Å) y un modo de alta resolución en R~~20000 (que cubre 4040-4650 y 4730-5454 o 5950-6850 Å). Posicionamiento de fibra rápido: el posicionador de fibra de WEAVE utiliza dos robots industriales de alta velocidad para colocar configuraciones completas de más de 900 fibras en menos de una hora. Aplicaciones: Formación y evolución de galaxias: WEAVE permite estudios de las propiedades de las galaxias en función del corrimiento al rojo, así como enfoques de “Arqueología Galáctica”, que se centran en determinar las propiedades de las galaxias mediante el análisis de la luz de estrellas individuales. Estructura a gran escala del universo: el instrumento facilita el estudio de las distribuciones de galaxias y las estructuras a gran escala, proporcionando información sobre la evolución del universo. Fuentes: https://en.wikipedia.org/wiki/William_Herschel_Telescope. ICCUB. Instituto de Astrofísica de Canarias ↩︎