Utilizando el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, un equipo de astrónomos ha localizado una galaxia distante tomando un refrigerio de gas cercano. El gas parece estar cayendo hacia el interior de la galaxia, creando un flujo que alimenta la formación estelar al tiempo que impulsa la rotación de la galaxia. Es la mejor evidencia observacional directa obtenida hasta el momento para apoyar la teoría de que las galaxias atraen y devoran material cercano con el fin de crecer y formar estrellas. Los resultados aparecen en el número del 5 de julio de 2013 de la revista Science.

Los astrónomos siempre han sospechado que las galaxias crecen atrayendo material de su alrededores, pero ha sido muy difícil observar directamente este proceso. El telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO ha sido utilizado para estudiar un extraño alineamiento entre una galaxia distante [1] y un cuásar aún más distante — el núcleo extremadamente brillante de una galaxia alimentado por un agujero negro supermasivo. La luz del cuásar pasa a través del material que rodea a la galaxia (que se encuentra entre nosotros y el cuásar) antes de alcanzar la Tierra, haciendo posible que exploremos en detalle las propiedades del gas que se encuentra en torno a la galaxia [2]. Estos nuevos resultados nos ofrecen la mejor visión obtenida hasta el momento de una galaxia en pleno proceso de “ingesta”.

“Este tipo de alineamiento es muy poco usual y nos ha permitido hacer observaciones únicas”, explica Nicolas Bouché, del Instituto de Investigación de Astrofísica y Planetología (IRAP) en Toulouse (Francia), autor principal del nuevo artículo. “Pudimos utilizar el telescopio VLT de ESO para mirar de cerca tanto la galaxia como el gas que la rodeaba. Esto significa que pudimos abordar un importante problema relacionado con la formación de las galaxias: ¿cómo crecen y cómo se alimenta la formación estelar?”.

Las galaxias agotan rápidamente sus reservas de gas a medida que crean nuevas estrellas, por lo que deben ir reponiéndolo de manera continua con nuevo gas para poder continuar su actividad. La pregunta era ¿de dónde procedía ese gas? Los astrónomos sospechaban que la respuesta a este problema se encontraba en la recolección de gas frío de los alrededores por la atracción gravitatoria de la galaxia. Con este escenario, una galaxia arrastra el gas hacia ella y este circula alrededor de la misma, rotando con la galaxia antes de caer hacia su interior. Aunque ya se habían obtenido antes evidencias de este tipo de acreción, observado en algunas galaxias, hasta ahora no se habían estudiado a fondo tanto el movimiento del gas como otras de sus propiedades.

Los astrónomos utilizaron dos instrumentos conocidos como SINFONI y UVES [3], ambos instalados en el telescopio VLT de ESO en el Observatorio Paranal, en el norte de Chile. Las nuevas observaciones mostraron no solo cómo rotaba la galaxia, sino que también revelaron la composición y el movimiento del gas que se encontraba fuera de la misma.

“Las propiedades de esta ingente cantidad de gas eran exactamente lo que esperábamos encontrar en el caso de que el gas frío estuviera siendo atraído por la galaxia”, afirma el coautor Michael Murphy (Universidad Tecnológica de Swinburne, Melbourne, Australia). “El gas se mueve tal y como suponíamos, tenemos la cantidad esperada y también tiene la composición correcta para encajar perfectamente en los modelos. Imaginen la hora de la comida para los leones de un zoo — esta galaxia en particular tiene un apetito voraz, y hemos descubierto cómo se alimenta para crecer tan rápido”.

Los astrónomos ya han encontrado evidencias de material alrededor de galaxias en el universo temprano, pero esta es la primera vez que han podido mostrar claramente que el material se mueve hacia la galaxia, en lugar de salir de ella, y también la primera vez que pueden determinar la composición de este “combustible” fresco destinado a formar nuevas generaciones de estrellas. La luz del cuásar ha hecho posible la detección del gas del entorno.

“En este caso tuvimos suerte de que el cuásar estuviera justo en el lugar adecuado para que su luz pasara a través del gas que caía hacia la galaxia. La próxima generación de telescopios gigantes, como el E-ELT (European Extremely Large Telescope) permitirá estudios con multiples líneas de visión  por galaxia y proporcionar una visión mucho más completa”, concluye la coautora Crystal Martin (Universidad de California Santa Barbara, EE.UU.).

Notas

[1] Esta galaxia fue detectada en el sondeo “2012 redshift z ~ 2 SINFONI”, denominado SIMPLE (SINFONI Mg II Program for Line Emitters). El cuásar del fondo se llama HE 2243-60 y la galaxia se encuentra a un desplazamiento al rojo de 2,3285 — lo cual significa que lo estamos viendo cuando el universo tenía una edad de tan solo unos dos mil millones de años.

[2] Cuando la luz del cuásar pasa a través de las nubes de gas, algunas longitudes de onda son absorbidas. Los patrones de estas huellas de absorción pueden revelar a los astrónomos mucha información sobre los movimientos y la composición química del gas. Sin el cuásar al fondo se habría obtenido mucha menos información — las nubes de gas no brillan y no son visibles en imagines directas.

[3] SINFONI es un espectrógrafo de campo integral para observar en el infrarrojo cercano (Spectrograph for INtegral Field Observations in the Near Infrared), mientras que UVES es un espectrógrafo Echelle para observar en el óptico y el ultravioleta (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph). Ambos están instalados en el VLT (Very Large Telescope) de ESO. SINFONI reveló los movimientos del gas de la propia galaxia y UVES los efectos del gas que se encontraba en torno a la galaxia gracias a la información proporcionada por la luz proveniente del lejano cuásar.