La vida tranquila de Messier 94


Al igual que el asesinato de cuervos, la astucia de los simios y el murmullo de los estorninos, las estrellas apretadas de la misma edad en el centro de una galaxia tienen un nombre colectivo: una protuberancia.

La mayoría de las galaxias tienen protuberancias en sus centros. Dependiendo de sus propiedades, específicamente, la cinemática de sus estrellas, las protuberancias tienen diferentes nombres. Las estrellas dentro de los bulbos clásicos se mueven un poco al azar, pareciendo galaxias elípticas, y parecen ser más antiguas que su galaxia, mientras que las estrellas dentro de los pseudobulbos se mueven por rotación, como galaxias espirales, y no difieren en edad de su galaxia.

Los astrónomos usan el halo estelar de una galaxia como un «registro fósil» para estudiar estos bultos. Los halos estelares pueden, por ejemplo, decirles a los astrónomos si una galaxia se fusionó con otra galaxia en el pasado.

M94 es una galaxia espiral ubicada a 16 millones de años luz de distancia en la constelación Canes Venatici. La estudiante de doctorado de la Universidad de Michigan, Katya Gozman, investigó el halo de la galaxia para examinar la historia de fusión de la galaxia. Crédito: ESA/Hubble y NASA

Un estudiante de doctorado de la Universidad de Michigan examinó el pseudobulbo de la galaxia de disco cercana Messier 94 y descubrió que, a pesar de que la galaxia tiene el pseudobulbo más grande del universo local, probablemente ninguna galaxia masiva se estrelló contra M94 en el pasado.

«Los astrónomos creen que cuando una galaxia se fusiona con otra galaxia, la fusión depositará material en el halo estelar de la galaxia con la que se fusionó», dijo la autora principal, Katya Gozman. «Al investigar y aprender sobre las estrellas y las poblaciones estelares en el halo estelar, podemos estudiar y encontrar información sobre las fusiones pasadas que tuvo una galaxia. Se podría decir que estamos haciendo arqueología extragaláctica en el halo estelar alrededor de M94».

Pero Gozman y sus coautores no encontraron evidencia de una fusión masiva en la historia de la galaxia. En cambio, probablemente ocurrió una fusión más pequeña, con una galaxia del tamaño de la Pequeña Nube de Magallanes, una galaxia enana aproximadamente tres veces más pequeña que la Vía Láctea, chocando contra M94.

Gozman usó datos de observación generados por Subaru Hyper Suprime-Cam, ubicado en Hawái, para observar el halo estelar de M94, el halo difuso de estrellas que rodea una galaxia. El halo estelar se extiende mucho más allá de lo que parece ser una galaxia a primera vista, y los astrónomos pueden examinar este halo para buscar restos de fusiones pasadas. Una forma de conocer estos restos es calcular la masa del halo de una galaxia.

Para este estudio, Gozman usó los datos de Subaru para catalogar las estrellas en el halo estelar de M94 según su brillo. Trazó estrellas en lo que se llama un diagrama de magnitud de color, que organiza las estrellas de acuerdo con su brillo visto a través de ciertos filtros utilizados en astronomía para determinar cuánta luz emite una estrella.

Específicamente, observó un tipo de estrella llamada estrella de rama gigante roja o estrella RGB. Estas estrellas son luminosas, un beneficio para obtener imágenes de ellas, dice Gozman, y el color rojo o azul de la estrella se correlaciona fuertemente con el tipo de elementos metálicos más pesados ​​que contienen.

Gozman luego dividió los RGB en la galaxia en dos regiones: RGB cuya luz parecía más azul y RGB cuya luz parecía más roja. Los RGB azules eran pobres en metales, mientras que los RGB rojos eran más ricos en metales. También trazó la distribución de las estrellas en la galaxia, determinando que los RGB rojos se concentran en un anillo alrededor del centro de la galaxia, mientras que los RGB azules se dispersan alrededor de las partes exteriores de su halo.

Centrándose en los RGB azules, Gozman dividió la galaxia en anillos circulares, o anillos concéntricos que recubren el disco como una diana. Al calcular el brillo de la superficie de las estrellas en cada anillo, pudo determinar la masa del halo estelar, que no era nada masivo. La masa del halo nos permite inferir la masa de la galaxia que se fusionó con ella.

«Usamos la masa del halo para inferir la masa de la galaxia que chocó por última vez con la galaxia que estamos examinando», dijo Gozman. «Uno podría pensar que si una galaxia realmente grande se estrelló contra M94 hace mucho tiempo, eso podría haber alterado significativamente la morfología, los componentes de la galaxia y tal vez eso podría haber dado lugar a este pseudobulbo realmente grande en el centro».

Pero no hubo una gran fusión, encontró Gozman. La galaxia más grande que se estrelló contra M94 en el pasado no era masiva en absoluto. En cambio, dice que el pseudobulbo probablemente se formó solo a través de la evolución típica de la galaxia.

Sin embargo, muy pocos estudios han mapeado el tamaño de los halos de galaxias de esta manera. El trabajo de Gozman para resolver las estrellas en el halo estelar de M94 proporciona más información para los astrónomos que estudian las fusiones y la evolución de las galaxias.

«Estos datos son los primeros datos que hemos tenido de la población estelar resuelta de esta galaxia. Resolver estrellas es algo bastante difícil de hacer, pero es una de las mejores formas en las que puedes ver los halos y aprender sobre la historia de fusión de la galaxia», dijo. «Así que este es otro punto de datos en un campo de muy pocos puntos de datos».

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