Primera detección de moléculas CH+ en galaxias <i>starburst</i> distantes proporciona información sobre la historia de la formación estelar en el Universo.
Con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) se han podido detectar reservas turbulentas de gas frío alrededor de galaxias starburst distantes. Al detectar CH+ por primera vez, esta investigación abre un nuevo camino de exploración sobre una época crucial de la formación estelar en el Universo. La presencia de esta molécula arroja nueva luz sobre cómo las galaxias consiguen extender su período de rápida formación estelar. Los resultados aparecen en la revista Nature.
Un equipo liderado por Edith Falgarone, de la École Normale Supérieure y el Observatorio de ParÍs en Francia han utilizado ALMA para detectar marcas de la molécula de hidruro de carbono CH+ en galaxias starburst (*) distantes. El grupo identificó señales claras de CH+ en cinco de seis galaxias estudiadas, incluyendo Cosmic Eyelash (eso1012). Esta investigación entrega nueva información que ayuda a que los astrónomos entiendan el crecimiento de las galaxias, y cómo los alrededores de una galaxia impulsan la formación estelar.
"CH+ es una molécula especial. Necesita mucha energía para formarse y es muy reactiva, lo que significa que su vida es muy breve y que no puede ser transportada muy lejos. CH+ por lo tanto rastrea la forma en que la energía fluye en las galaxias y sus alrededores", indicó Martin Zwaan, astrónomo del Observatorio Europeo Austral (ESO) que contribuyó en el artículo.
La forma en la que el CH+ rastrea la energía puede entenderse por analogía a estar en un bote en un océano tropical durante una noche oscura, sin Luna. Cuando hay buenas condiciones, el plancton fluorescente puede iluminar el entorno del bote mientras navega. La turbulencia causada por el bote al deslizarse por las aguas, provoca que el plancton emita luz, lo cual revela la existencia de las regiones turbulentas en el agua oscura subyacente. Dado que el CH+ se forma únicamente en áreas pequeñas donde los movimientos turbulentos del gas se disipan, su detección esencialmente rastrea la energía en una escala galáctica.
El CH+ observado revela ondas de choque densas, impulsadas por vientos galácticos veloces y cálidos originados al interior de las regiones de formación estelar de las galaxias. Estos vientos fluyen a través de una galaxia, expulsando material de esta, pero sus movimientos turbulentos son tales que parte del material puede ser recapturado por la atracción gravitatoria de la galaxia misma. Este material se reúne en reservas turbulentas enormes de gas frío y de baja densidad, extendiéndose más de 30.000 años luz desde la región de formación estelar de la galaxia.
"Con el CH+ vemos que la energía se almacena dentro de grandes vientos del tamaño de una galaxia, y termina como movimientos turbulentos en reservas antes desconocidas de gas frío alrededor de la galaxia", afirmó Falgarone, autor principal del nuevo artículo. "Nuestros resultados desafían la teoría de la evolución de la galaxia. Al impulsar la turbulencia en las reservas, estos vientos galácticos extienden la fase del estallido de formación estelar, en vez de extinguirla".
El equipo determinó que los vientos galácticos no podrían por sí solos reponer las reservas gaseosas recientemente reveladas, y sugiere que la masa es proporcionada por fusiones galácticas o por la acreción de corrientes de gas ocultas, como predice la teoría actual.
"Este descubrimiento representa un gran paso adelante en nuestro entendimiento sobre cómo la afluencia de materia es regulada alrededor de las galaxias starburst más intensas del Universo primitivo", indicó el Director de Ciencias de ESO, Rob Ivison, coautor del artículo. "Esto muestra lo que puede lograrse cuando científicos de distintas disciplinas se reúnen para aprovechar las capacidades de uno de los telescopios más poderosos del mundo".
(*)Estas galaxias son conocidas por tener un índice mucho mayor de formación estelar en comparación a galaxias tranquilas como la Vía Láctea, haciendo a estas estructuras ideales para el estudio del crecimiento de una galaxia, y de la interacción entre gas, polvo, estrellas y los agujeros negros en el centro de las galaxias.
