Buscamos gas interestelar brillante y encontramos 49 galaxias desconocidas

Las estrellas nacen de enormes nubes, en su mayoría gas hidrógeno, que flotan en el espacio. Los astrónomos como yo estudiamos este gas porque nos ayuda a comprender cómo se forman y crecen las estrellas y las galaxias.

El gas hidrógeno emite un brillo tenue que es invisible al ojo humano, pero que puede observarse utilizando un telescopio preparado para detectar ondas de radio.

Recientemente, mis colegas y yo hemos estado utilizando un telescopio como éste (un radiotelescopio llamado MeerKAT, en Sudáfrica) para buscar gas hidrógeno en una galaxia en particular. Sólo hemos estado observando durante menos de tres horas, lo cual es un período de tiempo muy corto dado que el brillo del hidrógeno es muy tenue.

Cuando miramos los resultados, nos esperaba una gran sorpresa. En lugar de descubrir gas hidrógeno en la galaxia que buscábamos, lo detectamos en al menos 49 galaxias previamente desconocidas. Nuestros hallazgos son publicado En Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.

Gas en galaxias

Las nubes de gas gigantes en las que nacen las estrellas se llaman nebulosas. Cuando las estrellas finalmente mueren, expulsan su gas al entorno que las rodea, donde finalmente se enfrían y forman nuevas nebulosas.

Las galaxias son como enormes fábricas, donde el ciclo de vida de las estrellas se repite una y otra vez. Para comprender adecuadamente las galaxias y cómo crecen y evolucionan, los astrónomos deben observar tanto las estrellas como el gas que las compone.

Uno que nos interesa particularmente son los «eventos de fusión», cuando dos galaxias chocan y se fusionan en una galaxia más grande. Estos eventos también pueden afectar el gas e iniciar la formación de estrellas.

El estudio del gas a menudo puede ayudarnos a comprender la historia de una galaxia. El gas a menudo se extiende más lejos que las estrellas en las galaxias.

Cuando vemos rastros de gas turbulento, es una evidencia clásica de una reciente fusión o interacción de galaxias.

Pero no vemos fácilmente el gas galáctico con telescopios ópticos. Afortunadamente, los radiotelescopios son una gran herramienta para encontrar gas hidrógeno.

Radiotelescopio suricata

Radiotelescopio MeerKAT en Sudáfrica Recientemente celebró su quinto cumpleaños.. Es uno de los telescopios de «exploración» más grandes del Square Kilometer Array (SKA), un proyecto en construcción en Sudáfrica y Australia.

MeerKAT ya ha logrado grandes resultados, Del descubrimiento de las radiogalaxias gigantes. Para estudiar El centro de nuestra galaxia.vía Láctea.

Hay grandes proyectos de investigación en marcha con MeerKAT para estudiar el gas hidrógeno que forma las estrellas en las galaxias. Éstas incluyen Poderoso-hola Y Ladoma Los estudios, el último de los cuales utilizarán MeerKAT durante más de 3.000 horas para buscar en una sola parte del cielo gas hidrógeno en galaxias muy distantes. Estos estudios se centran específicamente en encontrar gas hidrógeno y se planifican y ejecutan cuidadosamente con este objetivo en mente.

Pero esta no es la única forma en que se puede utilizar MeerKAT. Los astrónomos también pueden intercambiar ideas sobre observaciones en “tiempo abierto” para abordar otras cuestiones u objetivos científicos.

Así surgió este descubrimiento. Esperaba detectar gas hidrógeno en una galaxia específica usando MeerKAT, ya que es el telescopio más sensible para estos estudios.

No encontramos gas hidrógeno en esa galaxia, lo cual es bueno. Los astrónomos no siempre encontramos lo que buscamos.

Pero cuando examinó los datos de MeerKAT, detectó algo de gas mucho más allá de la galaxia objetivo. Así que investigamos más a fondo.

Utilizando técnicas desarrolladas para estudios científicos más amplios de MeerKAT, como LADUMA, encontramos una cantidad mucho mayor de gas. En total, tuvimos 49 detecciones.

Conoce a los 49ers

Cada descubrimiento de gas en estas galaxias fue completamente nuevo. En poco más de dos horas de observación, MeerKAT reveló varios cúmulos de galaxias cercanas.

Algunos de estos vecinos incluso interactúan entre sí, como lo demuestra su contenido de gas. Esto nunca quedó claro con solo mirar imágenes visuales de sus estrellas.

En un caso, una galaxia roba gas de dos galaxias compañeras y lo utiliza para impulsar su propio proceso de formación estelar.

He llamado informalmente a este grupo de galaxias los 49ers, Una referencia a los mineros en la fiebre del oro de California de 1849..

Si bien MeerKAT tomó las notas que contenían 49 pepitas de oro en solo unas pocas horas, examinarlas requirió varias otras herramientas. Estos incluyen Supercomputadora en la nube ilifudonde tenemos la reducción de retroalimentación MeerKAT («reducción de datos» es un tipo de preprocesamiento que hace que las observaciones sin procesar sean útiles) y una herramienta de visualización de datos llamada carta Que utilizamos en el descubrimiento inicial de las 49 nuevas galaxias.

También verificamos nuestros datos usando iDaVIE-v, un software de realidad virtual para visualizar conjuntos de datos astronómicos en 3D. Este programa ya se ha utilizado para nuevos descubrimientos, como las galaxias de anillos polares.

Se pueden encontrar más pepitas de oro.

Encontrar 49 nuevas galaxias en un período de observación tan corto es inusual, incluso con un telescopio potente como MeerKAT. Sin embargo, sabemos que hay más galaxias esperando ser encontradas en las observaciones actuales y futuras de MeerKAT.

En algún otro trabajo reciente, nuestro equipo encontró rastros de gas en más de 80 galaxias (la mayoría de ellas completamente nuevas) en tres observaciones distintas de Suricata. Cada una de estas observaciones se centró originalmente en una sola galaxia, como la observación de «tiempo abierto» en la que encontramos las 49 galaxias.

¿Qué encontraremos a continuación? No lo sabemos, pero con MeerKAT (y eventualmente su sucesor más poderoso, el telescopio SKA) confiamos en que los astrónomos descubrirán más pepitas de oro.