La alineación entre los giros de las galaxias y la estructura a gran escala del universo revela los procesos mediante los cuales se forman los diferentes componentes de las galaxias.
La estructura a gran escala del universo está trazada por la distribución de las galaxias. Esta “red cósmica” consiste en estructuras filamentosas gigantes que unen cúmulos masivos de galaxias.
Un nuevo estudio publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society encuentra que las galaxias con protuberancias más grandes tienden a girar perpendicularmente a los filamentos en los que están incrustadas, mientras que las galaxias con protuberancias más pequeñas tienden a girar en paralelo a estos filamentos.
“Todo se relaciona con la masa del bulto”, dice la Dra. Stefania Barsanti, astrofísica de la Universidad Nacional de Australia, autora principal del artículo y miembro del Centro de Excelencia ASTRO 3D.
“Las galaxias que son en su mayoría discos, con un abultamiento de poca masa, tienden a tener su eje de giro paralelo al filamento más cercano. Esto se debe a que se forman principalmente a partir del gas que cae sobre el filamento y lo ‘enrolla’. Las protuberancias de las galaxias crecen cuando las galaxias se fusionan, generalmente a medida que se mueven a lo largo del filamento. Por lo tanto, las fusiones también tienden a “voltear” la alineación entre el giro de la galaxia y el filamento de paralelo a perpendicular”.
“Creemos que las fusiones deben ser más probables a medida que las galaxias se mueven a lo largo de los filamentos unas hacia otras. La dirección de estas fusiones impulsa el cambio de giro”, dice el profesor Scott Croom, astrónomo de la Universidad de Sydney y coautor del estudio. papel.
Este descubrimiento arroja luz sobre la formación de dos componentes principales de las galaxias y cómo se relacionan con las estructuras a gran escala y los movimientos de la materia en la red cósmica.
“Nuestra motivación era tratar de entender por qué giran las galaxias y cómo adquieren su momento angular del material que las forma”, dice el Dr. Barsanti.
“A través de este estudio, podemos entender cómo las fusiones juegan un papel importante en la formación de galaxias, tanto el componente de protuberancia central como el cambio de giro”, dice. “Esto apunta a canales de formación particulares sobre cómo las galaxias comienzan a girar y cómo cambia el giro a medida que la galaxia evoluciona”.
Aunque esta evolución ha sido sugerida por simulaciones por computadora, este estudio es la primera vez que los científicos utilizan la observación directa para confirmar que el crecimiento de la protuberancia central de una galaxia puede hacer que cambie las alineaciones.
“Esta es una señal sutil que es realmente difícil de detectar en las observaciones”, dice el Dr. Barsanti.
Ha sido posible gracias al advenimiento de la espectroscopia de campo integral, una técnica en la que un instrumento óptico combina capacidades espectrográficas y de imagen para construir una imagen 3D de una galaxia y al mismo tiempo resolver sus movimientos internos.
Este estudio utilizó un espectroscopio llamado SAMI, conectado al telescopio angloaustraliano de 3,9 metros de ancho ubicado en Siding Spring, Nueva Gales del Sur.
Los investigadores utilizaron SAMI para estudiar 3068 galaxias entre 2013 y 2020. Esta asombrosa cantidad de datos ha llevado años estudiar y ha proporcionado evidencia directa para el artículo publicado.
“Con SAMI Galaxy Survey, tenemos una espectroscopia espacialmente resuelta que nos permite mapear la galaxia, con espectros en muchos puntos de la galaxia”, dice el Dr. Barsanti. “Esto nos dice los movimientos internos de las estrellas y el gas dentro de la galaxia, para que podamos medir su giro general. Estos resultados informarán la próxima gran etapa de nuestra investigación, el Hector Galaxy Survey. Hector es el espectrógrafo de próxima generación que reemplaza a SAMI en el Telescopio Anglo-Australiano, que usaremos para estudiar unas 30.000 galaxias”.
El profesor Stuart Wyithe de la Universidad de Melbourne, quien es director de ASTRO 3D, dice que el documento promueve los objetivos clave del Centro de rastrear la distribución de la materia desde los primeros tiempos del universo hasta el día de hoy, y construir una imagen en 3D de la formación y evolución del universo que vemos hoy.
“Usando el poder del estudio de galaxias SAMI, que midió la estructura 3D de las galaxias individuales, así como su posición en el espacio, este documento muestra cómo se conectan los movimientos de masa en las galaxias y las posiciones de las galaxias, lo cual es una pieza esencial para comprender cómo se ensamblaron las galaxias”, dice el profesor Wyithe
El estudio se realizó en colaboración con investigadores de la Universidad Nacional de Australia, la Universidad de Sydney, la Universidad Johns Hopkins, la Universidad de Hamburgo, la Universidad de Cambridge y la Universidad Macquarie.
Con información de ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3D (ASTRO 3D)
