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The group, led by the researcher of the Institute of Astrophysics of Pontificia Universidad Católica (IA-PUC), and member of the Center for Excellence in Astrophysics and Associated Technologies (CATA), Ezequiel Treister, in which also took part the MAS Associated Researcher, Franz Bauer, used the ALMA observatory to achieve a milestone of the worldwide astronomy: to observe the merging of two galaxies with unprecedented detail.
360 light-years away from Earth, in the constellation of Ophiuchus, two galaxies merge into a spatial dance that now Chilean astronomers are observing with unprecedented detail. The image, taken using the ALMA radio telescope array, has increased the resolution of the images by a factor of 10 compared with the ones previously obtained by the Hubble Space Telescope in this region of the Universe.
The discovery reveals unprecedented details about the crashing process that forms a new galaxy known as NGC 6240. It is a preview of what is going to happen when our Milky Way merges into our neighbor Andromeda in about 5 billion years.
Perfect Sight
Ezequiel Treister states that this is a real breakthrough. “The images were taken thanks to a new capability of ALMA, which allows separating the antennas in estimated distances of 15 km, reaching a resolution equally to going from being completely blind to become in perfectly good sight.”, the astronomer explains, leader of this research.
Such sharpness has allowed observing this system as ever before, contemplating details impossible to obtain a few time ago. Not only it has been possible to observe the fusion process of these galaxies -which involves the merging of their two nuclei- but also to tell which regions are forming stars. In the past, it was impossible to determine which process could be related to the influence of the black hole, or what corresponded to star formation, since in pictures there were all mixed up.
A mystery solved was the one about the size of the black hole. “It was thought they were too massive concerning their galaxies because when the mass was measured, it was impossible to separate them from other material, such as gas and stars, form the center of the galaxy,” explains Treister. The research did measure the masses of the black holes directly, concluding that they are about 500 to 1000 times greater than the Sun, which is about 100 times bigger than the black hole at the center of the Milky Way, but proportional to, what it is expected, the size of their galaxies.
El gas primordial
This is not everything since it was possible to comprehend the gas configuration between these two black holes: they form a kind of molecular gas that links them at a distance as the Earth with Proxima Centauri (the closest star to our planet, located at four light-years away). “We have been able to study the structure of cold gas, considered a sort of crucial fuel for the formation and, at the same time, growth of stars and supermassive black holes,” continues Franz Bauer, astronomer of the Institute of Astrophysics of the Universidad Católica, and researcher of the Millennium Institute of Astrophysics MAS.
These unprecedented data show us that the majority of the detected gas is between the two black holes, and such amount is equal to 10 billion solar masses, or 15 times the gas we can found in our Milky Way. Even though it was thought that the gas was like a disc-shaped revolving around the holes, this new investigation didn’t find any evidence of this situation. Instead, it is a chaotic stream of gas with filaments and bubbles. Some of this gas is ejected outwards with speeds up to 500 km/s. “We think that, eventually, a large amount of gas will be ejected from the center of the galaxies, while another part will fall into the black hole, feeding it,” Franz Bauer states.
Astronomers confess that find merging galaxies in the Universe rarely occurs. In the local Universe, where we can find thousands of galaxies, it would not exist more than a dozen. However, in the early Universe, these phenomena were much more often.
Astronomers say that one of the most interesting aspects of this investigation is that the same events will occur in our house when the Milky Way merged with Andromeda in about 5 billion years. For that faraway time, if the human being survives, we will have perhaps other greater worries, like that our Sun will be in the final stages of its life, changed into a red giant.
Source: IA-PUC
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El grupo, liderado por el investigador del Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica (IA-PUC) y del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA), Ezequiel Treister y en el que además participó el investigador asociado del MAS Franz Bauer, utilizó el observatorio ALMA para conseguir una hazaña de la astronomía mundial: observar la fusión de dos galaxias con un nivel de detalle sin precedentes.
A 360 millones de años luz de la Tierra, en la constelación de Ofiuco, dos galaxias se fusionan en una danza estelar que es ahora observada por astrónomos chilenos con un nivel de detalle nunca antes visto. La imagen, captada utilizando el arreglo de radiotelescopios ALMA, posee una resolución 10 veces superior a la que había sido obtenido anteriormente en esta región del universo por el Telescopio Espacial Hubble.
El hallazgo revela detalles inéditos acerca de la fusión que da origen a una nueva galaxia conocida como NGC 6240. Se trata de un adelanto de lo que ocurrirá en nuestra propia Vía Láctea, cuando se fusione con la vecina Andrómeda en unos 5 mil millones de años.
Visión perfecta
Ezequiel Treister, explica que se trata de una verdadera hazaña. “Las imágenes fueron captadas gracias a una nueva capacidad de ALMA que permite separar las antenas a distancias de alrededor de 15 km, alcanzando una resolución que equivale a pasar de ser legalmente ciego, a tener visión perfecta”, explica el astrónomo, líder de esta investigación.
Nitidez que ha permitido observar este sistema como nunca antes, apreciando detalles que antes eran imposibles de obtener. No solo se ha podido observar el proceso de fusión de estas galaxias -que implica la unión de sus dos núcleos-, sino también distinguir las regiones individuales donde se están formando estrellas. “Anteriormente era imposible determinar qué procesos podían asociarse a la influencia del agujero negro, o qué correspondía a formación estelar, ya que en las imágenes se mezclaba todo.
Un misterio que se pudo resolver fue el que existía en torno al tamaño de los agujeros negros. “Se pensaba que eran demasiado masivos en proporción a sus galaxias, ya que, al medir sus masas, era imposible separarlos de otro material en la región central de la galaxia, como gas y estrellas”, explica Treister. La investigación pudo medir directamente las masas de los agujeros, concluyendo que corresponden a entre 500 y 1000 millones de veces la del Sol, unas 100 veces más grande que el que encontramos en el centro de la Vía Láctea, pero proporcionales a lo que se espera para el tamaño de sus galaxias.
El gas primordial
No es todo, ya que también se pudo entender la configuración del gas que se ubica entre los dos agujeros negros: forman una especie de filamento de gas molecular que los une a una distancia similar a la de la Tierra con Próxima Centauri, (la estrella más cercana a nuestro planeta ubicada a cuatro años luz). “Hemos podido estudiar la estructura de gas frío, considerado una suerte de combustible clave para la formación de estrellas, y simultáneamente para la formación y crecimiento de los agujeros negros supermasivos”, agrega Franz Bauer, astrónomo del Instituto de Astrofísica de la Universidad Católica e investigador asociado del Instituto Milenio de Astrofísica MAS.
Estos revolucionarios datos nos indican que la mayor parte del gas detectado se localiza en la región entre los dos agujeros negros y que hay tal cantidad que equivaldría a 10 mil millones de masas solares, o unas 15 veces más que todo el gas que encontramos en la Vía Láctea. Aunque hasta ahora se pensaba que el gas se presentaba como una especie de disco rotando en torno a los agujeros, la nueva investigación no encontró evidencia de esta situación, sino más bien de un flujo caótico gas, con filamentos y burbujas. Parte de este gas es expulsado por intensos vientos a velocidades de alrededor de 500 kilómetros por segundo o más. “Pensamos que, eventualmente, gran parte del gas será expulsado de la región central de la galaxias, mientras que una fracción caerá al interior del agujero negro, alimentándolo”, dice Franz Bauer.
Encontrar galaxias en fusión en el universo no es frecuente, señalan los astrónomos. En el universo local, donde podemos encontrar miles de galaxias, no existiría más de una decena, aunque se estima que en el universo temprano estos fenómenos eran mucho más frecuentes.
Los astrónomos señalan que uno de los aspectos más interesantes de esta investigación dice relación con que estos mismos fenómenos ocurrirán en nuestra propia casa, cuando la Vía Láctea se fusione con la vecina Andrómeda en unos 5 mil millones de años. Por aquella lejana época, si el ser humano sobrevive, tendremos tal vez otras preocupaciones mayores, como que nuestro Sol estará en las etapas finales de su vida, convertido en una gigante roja.
Fuente: IA-PUC
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