Uno de los telescopios más potentes de la Tierra ha observado con un detalle sin precedentes una colisión masiva de galaxias provocada por una que viajaba a la increíble velocidad de 3,2 millones de kilómetros por hora
El dramático impacto se observó en el Quinteto de Stephan, un grupo de galaxias cercano formado por cinco galaxias que fue avistado por primera vez hace casi 150 años. Provocó un choque inmensamente potente, similar al «estampido sónico de un avión de combate», que se cuenta entre los fenómenos más sorprendentes del Universo.
El corrector de foco primario y posicionador WEAVE en el telescopio William Herschel en La Palma, España. ING
Según los astrónomos, el Quinteto de Stephan representa «una encrucijada galáctica en la que pasadas colisiones entre galaxias han dejado tras de sí un complejo campo de escombros», que ahora ha vuelto a despertar con el paso de la galaxia, NGC 7318b.
La colisión fue descubierta por un equipo de científicos que utilizó las primeras observaciones del nuevo espectrógrafo de campo amplio WEAVE (William Herschel Telescope Enhanced Area Velocity Explorer), con un presupuesto de 20 millones de euros, y situado en La Palma (España).
Esta instalación científica de última generación no sólo revelará cómo se formó nuestra Vía Láctea a lo largo de miles de millones de años, sino que también ofrecerá nuevas perspectivas sobre millones de galaxias de todo el Universo. El descubrimiento de NGC 7318b atravesando el Quinteto de Stephan fue observado por un equipo de más de 60 astrónomos y se ha publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Una imagen con la participación de múltiples telescopios
El sistema es un laboratorio ideal para comprender la caótica y a menudo violenta relación entre galaxias, razón por la cual fue el foco de la observación a primera luz realizada por la Gran Unidad de Campo Integral (LIFU) de WEAVE.
Observaciones de radio del Quinteto de Stephan a diferentes frecuencias, tomadas por el Low Frequency Array (LOFAR) y el Very Large Array (VLA). Los colores rojos indican una fuerte emisión de radio procedente del frente de choque, así como de algunas de las galaxias del grupo y más allá. Universidad de Hertfordshire
Imagen que revela la edad del plasma de alta energía en el Quinteto de Stephan, captada por observaciones de radio con el VLA y LOFAR. Los colores azules indican la edad del plasma de baja energía, mientras que las áreas naranjas y amarillas marcan las regiones que están siendo energizadas activamente. Las líneas discontinuas delinean la ubicación de las galaxias en el grupo, mientras que las líneas negras trazan la región de choque identificada con los datos de WEAVE, que coincide perfectamente con las áreas donde este plasma está siendo reacelerado por la colisión entre NGC 7318b y el grupo. Universidad de Hertfordshire
En palabras de la Dra. Marina Arnaudova, investigadora principal de la Universidad de Hertfordshire: «Desde su descubrimiento en 1877, el Quinteto de Stephan ha cautivado a los astrónomos, ya que representa una encrucijada galáctica donde las colisiones pasadas entre galaxias han dejado tras de sí un complejo campo de escombros».
«La actividad dinámica en este grupo de galaxias se ha reavivado ahora por el choque de una galaxia que lo atraviesa a una velocidad increíble de más de 3,2 millones de km/h (2 millones de mph), provocando un choque inmensamente potente, muy parecido al estampido sónico de un caza a reacción».
El equipo internacional ha descubierto una doble naturaleza detrás del frente de choque, hasta ahora desconocida para los astrónomos.
«A medida que la onda de choque atraviesa las bolsas de gas frío, se desplaza a velocidades hipersónicas -varias veces la velocidad del sonido en el medio intergaláctico del Quinteto de Stephan*-, lo suficientemente potentes como para desgarrar los electrones de los átomos, dejando tras de sí una estela brillante de gas cargado, tal y como se observa con WEAVE», explica la Dra. Arnaudova.
Sin embargo, según Soumyadeep Das, estudiante de doctorado de la Universidad de Hertfordshire, cuando la onda de choque atraviesa el gas caliente circundante, se vuelve mucho más débil. Y añade: «En lugar de causar una perturbación significativa, la débil onda de choque comprime el gas caliente, dando lugar a ondas de radio que son captadas por radiotelescopios como el Low Frequency Array (LOFAR)».
La nueva visión y los detalles sin precedentes proceden del LIFU de WEAVE, que combina datos con otros instrumentos de vanguardia como el LOFAR, el Very Large Array (VLA) y el telescopio espacial James Webb (JWST).
Descomposición WEAVE del gas en el Quinteto de Stephan, superpuesta a una imagen del JWST. El rojo resalta el gas chocado por la colisión, mientras que el verde y el azul muestran las regiones de formación estelar. Las áreas púrpuras representan burbujas de origen desconocido. Los contornos negros muestran el hidrógeno neutro, y su ubicación respecto al gas chocado (en rojo) sugiere que es de ahí de donde procede. Universidad de Hertfordshire
El telescopio de La Palma
WEAVE es un dispositivo de cartografía ultrarrápida de última generación que se ha conectado al telescopio William Herschel para analizar la composición de las estrellas y el gas tanto en la Vía Láctea como en galaxias lejanas.
Esto se hace con la ayuda de un espectroscopio, que revela los elementos de los que están hechas las estrellas generando un patrón al estilo de un código de barras dentro de un prisma de colores que componen una fuente de luz.
Fue diseñado y construido tras un acuerdo multilateral entre Francia, Italia y los países de la asociación del Grupo de Telescopios Isaac Newton (Reino Unido, España y Países Bajos).
Los astrónomos esperan que WEAVE ayude a revelar cómo se formó nuestra galaxia con un detalle sin precedentes y revolucione nuestra comprensión del Universo.
En palabras del Dr. Daniel Smith, de la Universidad de Hertfordshire: «El trabajo que ha realizado Marina con este gran equipo es realmente excelente, pero este primer artículo científico sobre WEAVE representa también sólo una muestra de lo que está por venir en los próximos cinco años, ahora que WEAVE empieza a ser plenamente operativo».
El profesor Gavin Dalton, investigador principal de WEAVE en RAL Space y en la Universidad de Oxford, declaró: «Es fantástico ver el nivel de detalle descubierto aquí por WEAVE.
«Además de los detalles del choque y el desarrollo de la colisión que vemos en el Quinteto de Stephan, estas observaciones proporcionan una perspectiva extraordinaria de lo que puede estar ocurriendo en la formación y evolución de las galaxias débiles apenas resueltas que vemos en los límites de nuestras capacidades actuales».
El Dr. Marc Balcells, director del Grupo de Telescopios Isaac Newton, declaró: «Me entusiasma ver que los datos recogidos en la primera luz de WEAVE ya proporcionan un resultado de gran impacto, y estoy seguro de que éste es sólo un primer ejemplo de los tipos de descubrimientos que serán posibles con WEAVE en el Telescopio William Herschel en los próximos años».
REFERENCIA
WEAVE First Light observations: Origin and Dynamics of the Shock Front in Stephan’s Quintet
Fuente: Royal Astronomical Society
Imagen principal: Los datos de WEAVE superpuestos a una imagen del Quinteto de Stephan obtenida con el telescopio espacial James Webb, con contornos verdes que muestran datos de radio del radiotelescopio LOFAR (Low Frequency Array). Los colores naranja y azul siguen el brillo del hidrógeno-alfa obtenido con el LIFU de WEAVE, que traza dónde se ioniza el gas intergaláctico. El hexágono denota la cobertura aproximada de las nuevas observaciones WEAVE del sistema, que tiene 36 kpc de ancho (tamaño similar al de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea). Crédito: Universidad de Hertfordshire
