Una encuesta completada con una combinación de telescopios terrestres y espaciales arrojó un tesoro de cúmulos globulares previamente desconocidos (grupos viejos y densos de miles de estrellas que se formaron al mismo tiempo) en las regiones exteriores de la galaxia elíptica Centaurus. R. El trabajo presenta un avance significativo en la comprensión de la arquitectura y la historia cosmológica de esta galaxia y ofrece nuevos conocimientos sobre la formación de galaxias en general y la distribución de la materia oscura en el universo.
Allison Hughes, estudiante de doctorado en el Departamento de Astronomía y el Observatorio Steward de la Universidad de Arizona, es la primera autora de un artículo revisado por pares que resume los hallazgos que se publicó en el Diario astrofísico en junio. Ella presentará el estudio durante una rueda de prensa virtual en la 239ª Reunión de la Sociedad Astronómica de América el martes.
Centaurus A, también conocida como NGC 5128, es una galaxia elíptica visualmente deslumbrante que presenta un chorro relativista que sale de un agujero negro supermasivo en su centro y espectaculares corrientes de estrellas dispersas dejadas por colisiones pasadas y fusiones con galaxias más pequeñas que orbitan Centaurus A. Ubicada en la constelación de Centaurus, a 13 millones de años luz de la Tierra, Centaurus A está demasiado lejos para permitir que los astrónomos vean estrellas individuales, pero los cúmulos de estrellas pueden identificarse como tales y usarse como «evidencia fósil» de la tumultuosa evolución de la galaxia.
Hughes y sus colegas presentan un nuevo catálogo de aproximadamente 40.000 candidatos a cúmulos globulares en Centaurus A, y recomiendan observaciones de seguimiento centradas en un conjunto de 1.900 que tienen más probabilidades de ser verdaderos cúmulos globulares. Los investigadores examinaron candidatos a cúmulos globulares en un radio proyectado de aproximadamente 150 kiloparsecs, casi medio millón de años luz del centro de la galaxia. Los datos combinan observaciones de las siguientes fuentes: la Encuesta de Imágenes Panorámicas de Centaurus y Sculptor, o PISCeS; Gaia, un observatorio espacial de la Agencia Espacial Europea, y el Catálogo de fuentes de NOAO, que combina imágenes de acceso público de telescopios en ambos hemisferios que cubren casi todo el cielo.
.Centaurus A ha sido un objetivo principal para los estudios de cúmulos globulares extragalácticos debido a su riqueza y proximidad a la Tierra, pero la mayoría de los estudios se han centrado en los 40 kiloparsecs internos (alrededor de 130,500 años luz) de la galaxia, explicó Hughes, dejando el confines exteriores de la galaxia en gran parte inexplorados. Al clasificar a los candidatos en función de la probabilidad de que sean verdaderos cúmulos globulares, el equipo descubrió que es muy probable que aproximadamente 1900 se confirmen como tales y deberían ser la máxima prioridad para la confirmación espectroscópica de seguimiento.
«Estamos utilizando el satélite Gaia, que se enfoca principalmente en estudios dentro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, de una manera nueva en la que vinculamos sus observaciones con telescopios terrestres, en este caso el telescopio Magellan Clay en Chile y el Telescopio Anglo-Australiano en Australia».
La estructura de Centaurus A les dice a los astrónomos que pasó por varias fusiones importantes con otras galaxias, lo que llevó a su apariencia de globo terráqueo con regiones similares a ríos que tienen muchas más estrellas que las áreas circundantes, dijo Hughes. Proporcionando el ejemplo más cercano de una galaxia elíptica, Centaurus A ofrece a los astrónomos la oportunidad de estudiar de cerca una galaxia que es muy diferente a la nuestra. La Vía Láctea, así como su vecino más cercano, la Galaxia de Andrómeda, son galaxias espirales. Con su familiar apariencia de molinete, las galaxias espirales pueden parecer la galaxia «típica», pero resulta que sus primos elípticos menos ordenados los superan en número en el cosmos.
«Centauro A puede parecer un caso atípico extraño, pero eso es solo porque podemos acercarnos lo suficiente para ver sus detalles esenciales», dijo Hughes. «Lo más probable es que tanto las galaxias elípticas como las espirales como la Vía Láctea sean más desordenadas de lo que nos damos cuenta tan pronto como miramos un poco más profundo que solo en la superficie».
Los cúmulos globulares sirven como evidencia de procesos que ocurrieron hace mucho tiempo, dijo Hughes.
«Por ejemplo, si ves una línea de estos cúmulos globulares que tienen una metalicidad (composición química) similar y se mueven con una velocidad radial similar, sabemos que deben haber venido de la misma galaxia enana o algún objeto similar que colisionó con Centaurus A y ahora está en proceso de ser asimilado».
Los cúmulos de estrellas se forman a partir de densos parches de gas en el medio interestelar. Casi todas las galaxias tienen cúmulos globulares, incluida la Vía Láctea, que cuenta con alrededor de 150 de ellos, pero la mayoría de las estrellas no están dispuestas en esos cúmulos. Al estudiar los cúmulos globulares, los astrónomos pueden recopilar pistas sobre la galaxia que los alberga, como su masa, su historial de interacciones con galaxias cercanas e incluso la distribución de la materia oscura en su interior, según Hughes.
«Los cúmulos globulares son interesantes porque pueden usarse como rastreadores de estructuras y procesos en otras galaxias donde no podemos identificar estrellas individuales», dijo Hughes. «Se aferran a firmas químicas, como la composición elemental de sus estrellas individuales, por lo que nos dicen algo sobre el entorno en el que se formaron».
Los investigadores buscaron específicamente cúmulos globulares lejos del centro de la galaxia porque la subestructura de Centaurus A insinúa una gran población no descubierta de tales cúmulos, explicó Hughes. Las observaciones anteriores habían encontrado poco menos de 600 cúmulos en las regiones más centrales, pero las regiones exteriores de la galaxia habían permanecido en gran parte sin cartografiar.
«Miramos más lejos y ya descubrimos más de 100 nuevos grupos, y lo más probable es que haya más, porque ni siquiera hemos terminado de procesar los datos», dijo Hughes.
«Entonces podemos usar esos datos para reconstruir la arquitectura y los movimientos en esa galaxia, y también calcular su masa», dijo Hughes. «De eso, eventualmente podemos restar todas sus estrellas y ver lo que queda: esa masa invisible debe ser su materia oscura».
