Una investigación internacional, en la que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), revela que la galaxia satélite NGC5195 ha pasado dos veces por el disco de la Galaxia Remolino (M51) en épocas relativamente recientes, lo que ha favorecido la formación de nuevas estrellas jóvenes y ha definido significativamente la estructura de sus brazos espirales. La investigación se publica en la prestigiosa revista The Astrophysical Journal.
La Galaxia del Remolino, M51, es una galaxia espiral de “gran diseño”, es decir, que conserva una estructura formada por brazos bien definidos. Descubierta por Charles Messier en 1771, M51 se encuentra a unos 31 millones de años luz de la Tierra. Su visión casi frontal y su relativa proximidad a la Tierra la han convertido en un objeto de estudio continuo desde su descubrimiento. M51 también se caracteriza por tener una pequeña galaxia compañera, NGC 5195, visible en la punta más externa de uno de sus brazos.
Los brazos de las galaxias espirales como M51 están poblados por estrellas masivas, jóvenes y calientes formadas por la presión de las denominadas ondas de densidad, que recorren la galaxia periódicamente. Estas ondas espirales de densidad son como las ondas estacionarias en los instrumentos musicales, pero en rotación en torno al disco galáctico. Su existencia explica cómo los brazos pueden formarse y permanecer durante largos periodos en la vida de una galaxia.
Algunos estudios han especulado que la estructura en espiral de M51, con dos brazos espirales claramente definidos y bastante simétricos, podría ser el resultado de la influencia de su vecina NGC 5195. Debido a esta interacción doble de galaxias, el gas de M51 se alteró y comprimió en algunas regiones lo que favoreció la formación de nuevas estrellas jóvenes y modeló significativamente su estructura en espiral.
Confirmación observacional de una predicción
En 2010, un equipo de investigación de la Universidad de Exeter publicó un estudio teórico que predecía el paso de NGC 5195 por el disco de M51 e infería la posibilidad de un segundo encuentro que habría producido pliegues en cada uno de los brazos. Ahora, una reciente investigación internacional, en la que participa el IAC y el Observatorio Astronómico Nacional (OAN) junto con otras instituciones de Chile, Francia y Reino Unido, ha confirmado estas predicciones, basándose en observaciones de M51 en diferentes longitudes de onda y combinando datos obtenidos desde telescopios espaciales y terrestres.
“La investigación muestra, de manera convincente, que el primer pase del NGC 5195 causó la estructura de dos brazos de M51, afectando más la parte interior del disco y el brazo del sur, mientras el segundo pase produjo los pliegues en los brazos, con mayor efecto en la parte externa del disco y en el brazo del norte”, explica Joan Font, anterior investigador postdoctoral en el IAC, ahora en el Observatorio Gemini Sur en Chile, y primer autor del artículo
Los resultados obtenidos también confirman la eficacia de las técnicas empleadas que son de gran utilidad para entender la historia evolutiva dinámica de las galaxias espirales. “Es notable que simulaciones tan complejas como las publicadas hace más de una década por la Universidad de Exeter y sus coautores hayan podido predecir con tanto éxito las observaciones tan detalladas que hemos obtenido más recientemente”, comenta John Beckman, investigador del IAC y coautor del artículo.
En el estudio se han utilizado imágenes infrarrojas de la base de datos del telescopio espacial Spitzer que han permitido estudiar la estructura detallada de los brazos, evitando el efecto de distorsión del polvo interestelar. La investigación también ha analizado la velocidad en dos dimensiones usando la emisión del hidrógeno (H-alpha) de las zonas de gas ionizado donde se forman las estrellas, a través de un interferómetro Fabry-Perot del Observatorio de Mont Mégantic, en Canadá. Y el observatorio de ondas milimétricas NOEMA, en Francia, ha permitido obtener la emisión espectral del monóxido de carbono (CO) para estudiar regiones de gas más frías.
Actualmente, el grupo de investigación está ampliando su trabajo para la obtención de mapas de velocidad de galaxias usando el telescopio submilimétrico de alta resolución ALMA, en Chile.
Artículo: Joan Font, John E. Beckman, Benoît Epinat, Claire L. Dobbs, Miguel Querejeta. “Observations of the grand design galaxy M51: A case study for analysing the distribution of resonances within the spiral structure”. The Astrophysical Journal, 2014, Volume 966, Number 1. DOI: 10.3847/1538-4357/ad3541
Contactos:
John Beckman (IAC), jeb [at] iac.es (jeb[at]iac[dot]es)
Joan Font (Gemini Sur, Chile), joan.font [at] noirlab.edu (joan[dot]font[at]noirlab[dot]edu)
