Una galaxia es una estructura unida gravitacionalmente que alberga innumerables estrellas, las tristes reliquias estelares que las estrellas muertas dejan como legado, gas interestelar, polvo y materia oscura. Materia oscura Se cree que está compuesto de partículas exóticas no atómicas que no bailan con la luz o cualquier otra forma de radiación electromagnética, razón por la cual esta extraña sustancia es invisible. remateria arca también es mucho más abundante que la materia atómica “ordinaria” con la que estamos familiarizados. La formación y evolución de los miles de millones de galaxias que habitan en el Universo observable sigue siendo un misterio tentador, que encanta a los curiosos detectives científicos que buscan descubrir sus numerosos secretos seductores. En noviembre de 2018, un equipo de astrónomos anunció su descubrimiento de que, a mil millones de años luz de la Tierra, acecha una de las estructuras más masivas del Universo: una galaxia elíptica gigante que está rodeada por un cúmulo de galaxias enjambre en expansión. Abell 2597. Residiendo en siniestro secreto dentro del corazón oscuro de la galaxia gigante central, un agujero negro supermasivo alimenta el equivalente cósmico de una enorme fuente, arrastrando enormes cantidades de gas molecular frío y luego volviéndolo a gritar una y otra vez en un ciclo continuo.

Agujeros negros supermasivos miente en un secreto voraz dentro de los corazones de casi todas las galaxias masivas actualmente conocidas en el Universo. Estas enormes bestias gravitacionales son el tipo más grande de agujero negro, del orden de millones a miles de millones de veces la masa de nuestro Sol. Nuestra propia Vía Láctea alberga un corazón tan oscuro que se corresponde con la ubicación de Sagitario A * (pronunciado Saj-A-star).

“Los agujero negro supermasivo En el centro de esta galaxia gigante actúa como una ‘bomba’ mecánica en una fuente de agua. Este es uno de los primeros sistemas en los que encontramos evidencia clara de la entrada de gas molecular frío hacia el calabozo y salida o elevación de los chorros que el calabozo lanza “, explicó el autor principal del estudio, el Dr. Grant Tremblay, en un 6 de noviembre de 2018 Comunicado de prensa del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO). El Dr. Tremblay es astrofísico en el Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica (CfA) en Cambridge, Massachusetts

Una danza galáctica en el espacio-tiempo

Las galaxias que hacen que la luz sea fantástica en Spacetime suelen ser miembros de grupos, cúmulos y supercúmulos, con grupos que son considerablemente más pequeños que los cúmulos, y los supercúmulos son mucho más grandes y están muy poblados que los cúmulos. Nuestra propia galaxia de la Vía Láctea en espiral barrada es miembro del Grupo local que alberga más de 54 galaxias, la mayoría de ellas galácticas relativamente pequeñas enanos Nuestra Vía Láctea y otra inmensa galaxia espiral llamada Andrómeda son los componentes más grandes de la Grupo local, y el par giratorio se asemeja a enormes ruedas de alfiler iluminadas con estrellas en Space.

Según estudios recientes, nuestra Vía Láctea y Andrómeda residen en lo que se llama Valle Verde del Diagrama de magnitud de color de galaxia. los Valle Verde de este diagrama se refiere a las galaxias actualmente en proceso de evolución a partir de nube azul (galaxias que dan a luz activamente nuevas estrellas bebé) a la secuencia roja (galaxias que ya no dan a luz nuevas estrellas). Actividad de nacimiento de estrellas en Valle Verde Las galaxias están en desaceleración. Esto se debe a que las galaxias se están quedando sin gas de nacimiento de estrellas flotando en el medio interestelar. Para las galaxias simuladas que tienen atributos similares a nuestra Vía Láctea y Andrómeda, el nacimiento de estrellas normalmente se extinguirá dentro de aproximadamente cinco mil millones de años a partir del presente, incluso con el breve aumento previsto en la tasa de formación estelar resultante de la colisión que ocurrirá entre la Vía Láctea y Andrómeda en unos 5 mil millones de años a partir de ahora. Nuestra Vía Láctea y Andrómeda en realidad forman un sistema binario de galaxias espirales gigantes que habitan el Grupo local. Las mediciones de otras galaxias similares a la nuestra indican que se encuentra entre las galaxias espirales más rojas y brillantes que aún pueden dar a luz a nuevas estrellas brillantes y ardientes, y también es solo un poco más azul que la más azul secuencia roja galaxias

los Grupo local de galaxias está rodeada por el Vacío local, y todo el grupo galáctico es un componente de la Virgo Supercluster. Rodeando el Supercluster Virgo son una serie de vacíos, que son regiones áridas que son casi, aunque no del todo, privado de galaxias. los Microscopium Void está situado al “norte”, el Escultor Vacío a la “izquierda”, el Bootes Void a la “derecha” y la Canis-Major Void al sur. Además, estos negros, cavernosos vacíos son cambiadores de forma. Con el tiempo, estas regiones escasamente pobladas crean estructuras filamentosas de galaxias. Por ejemplo, el Supercluster Virgo está siendo atraído gravitacionalmente hacia el Gran atractor, que a su vez es parte de la inmensa Laniakea Supercluster.

Un dúo de galaxias más pequeñas, así como una serie de galaxias enanas habitando el Grupo local están en órbita alrededor de nuestra Vía Láctea. El más grande de estos es el Gran Nube de Magallanes (LMC) que tiene un diámetro de 14,000 años luz. los LMC tiene un companon cercano más pequeño, el Pequeña Nube de Magallanes (SMC).

Desde que nació la primera generación de estrellas en el Universo, la Vía Láctea ha crecido en tamaño como resultado de las fusiones de galaxias (al principio de la formación de la Vía Láctea) y la acumulación de gas directamente desde el Galáctico. aureola. La Vía Láctea hoy está acumulando material de varias galaxias pequeñas, incluidas ambas LMC y SMC. De hecho, ciertos atributos mostrados por nuestra Vía Láctea, como el momento angular, la masa estelar y metalicidad en sus límites exteriores, indique que no ha experimentado fusiones con grandes galaxias en los últimos 10 mil millones de años. El termino metroetallicity, tal como lo usan los astrónomos, se refiere a todos los elementos atómicos más pesados ​​que el helio. El Big Bang produjo solo hidrógeno, helio y trazas de litio, pero las estrellas son responsables de todos los elementos atómicos más pesados ​​que el helio. La falta de recientes fusiones importantes se considera bastante extraña entre galaxias espirales similares. De hecho, la gran galaxia espiral vecina Andrómeda parece haber experimentado una historia más típica. Andrómeda aparentemente ha sido moldeada por fusiones más recientes con galaxias relativamente grandes que nuestra Vía Láctea.

Los cálculos recientes del número de galaxias que habitan el Universo observable varían de 200 mil millones a billones, o más. ¡Las galaxias del Universo albergan más estrellas que todos los granos de arena en la Tierra! La mayoría de las galaxias tienen alrededor de 3000 a 300,000 años luz de diámetro, y están separadas por distancias de millones de parsecs (megaparsecs). En comparación, nuestra galaxia tiene un diámetro de al menos 100,000 años luz y está separada de la galaxia de Andrómeda por 2.5 millones de años luz.

El espacio entre las galaxias que habitan el Universo visible rebosa de un gas tenue (el medio intergaláctico). los medio intergaláctico tiene una densidad promedio de menos de un átomo por metro cúbico.

Las galaxias del Universo se formaron hace mucho tiempo y comenzaron su antigua danza en el Cosmos primordial menos de mil millones de años después del Big Bang. La teoría más ampliamente aceptada de la formación galáctica entre los astrónomos se llama teoría de abajo hacia arriba. Esta teoría básicamente propone que las grandes galaxias del Universo, como nuestra Vía Láctea y Andrómeda, solo alcanzaron lentamente sus vastos tamaños como resultado de antiguas fusiones entre mucho más pequeñas, amorfas. manchas protogalácticas. Las galaxias mismas trazan una enorme y misteriosa estructura similar a una red llamada Web cósmica. los Web cósmica es la estructura a mayor escala del Universo, y está tejida con filamentos compuestos de lo extraño, invisible materia oscura. Las galaxias iluminadas por las estrellas que hacen su fantástico ballet celestial en el espacio-tiempo se congregan en grupos y cúmulos, y sus componentes estrellados delinean con sus fuegos estelares lo que no podemos ver.

En el Cosmos primitivo, estas nubes opacas y sin forma de gas de hidrógeno en su mayoría colisionaron y se fusionaron a lo largo de los filamentos masivos tejidos de lo misterioso, invisible materia oscura. Las antiguas “semillas” de las que eventualmente emergieron las grandes galaxias de hoy estaban colgadas a lo largo de los filamentos transparentes como gotas de rocío que se acumulan en la red de una araña oculta.

Fuente a escala de galaxias vista en plena gloria

Según los científicos que observaron la fuente a escala de galaxias en todo su esplendor, todo el sistema funciona como un circuito de retroalimentación autorregulable. Esto significa que el material que cae proporciona energía a la “fuente” a medida que drena hacia el centro agujero negro supermasivo Esto es similar al agua que ingresa a la bomba de una fuente familiar. El gas que gira hacia adentro hace que calabozo para iluminarse furiosamente con actividad ardiente, y como resultado dispara chorros de alta velocidad de material sobrecalentado que grita fuera de la galaxia. A medida que huye a través del espacio, el material expulsa grumos y serpentinas de gas hacia la expansión de la galaxia. aureola, donde finalmente llueve de nuevo en el calabozo–y todo el proceso comienza de nuevo.

En un estudio previo realizado por el mismo equipo de astrónomos, publicado en la revista Naturaleza en 2016, los científicos pudieron verificar la relación entre supermasivo bestia y la enorme fuente. Lograron esta hazaña al observar la región a través de un rango de longitudes de onda electromagnéticas, o porciones del espectro. Al determinar el movimiento y la ubicación de las moléculas de monóxido de carbono con el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) –que brillan brillantemente a la luz de longitud de onda milimétrica: los astrónomos pudieron medir el movimiento del gas cuando cayó hacia adentro hacia la espera calabozo. ALMA es un interferómetro astronómico ubicado en el desierto de Atacama, en el norte de Chile, que observa la radiación electromagnética en longitudes de onda milimétricas y submilimétricas.

Datos anteriores que se habían obtenido de Explorador espectroscópico de unidades múltiples (MUSE) sobre el Telescopio muy grande (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO) reveló que el gas ionizado caliente se expulsaba de la galaxia, que era esencialmente el penacho de la fuente. El mas reciente ALMA Las observaciones revelaron grupos fríos de gas molecular en exactamente los mismos lugares que el gas caliente observado en estudios anteriores.

“El aspecto único aquí es un análisis acoplado muy detallado de la fuente utilizando datos de ALMA y el MUSA instrumento. Las dos instalaciones hacen una combinación increíblemente poderosa. ALMA reveló la distribución y los movimientos de las nubes frías de gas molecular, y MUSA hizo lo mismo con el gas ionizado caliente “, explicó el Dr. Tremblay en el 6 de noviembre de 2018 Comunicado de prensa de NRAO.

los ALMA y MUSA los datos se combinaron con una nueva observación ultra profunda del cúmulo utilizando los datos de la NASA. Observatorio de rayos X Chandra, Revelando la fase caliente de la enorme fuente con gran detalle.

Las nuevas observaciones también fortalecen en gran medida la hipótesis de que las nebulosas moleculares ionizadas y frías calientes son la misma, con el gas ionizado caliente simplemente como el “caparazón” que rodea los núcleos moleculares fríos que se agitan dentro de esta inmensa escala de galaxias. fuente.

Este enfoque de longitud de onda múltiple proporciona una imagen admirablemente completa de este sistema. Como comentó el Dr. Tremblay en el 6 de noviembre de 2018 Comunicado de prensa de NRAO, “Es como observar la nube de lluvia, la lluvia y el charco, todo al mismo tiempo”.

Si bien esta investigación constituye solo una observación de una sola galaxia solitaria, los astrónomos especulan que pueden estar observando un proceso que es común en las galaxias y fundamental para su misteriosa evolución.