¿Explicado el misterio de los brazos espirales?

En esta imagen compuesta de la galaxia espiral M106 (NGC 4258), los datos ópticos del Explorador del Cielo Digitalizado se muestran en amarillo, los datos de radio del Very Large Array aparecen en púrpura, los datos de rayos-X de Chandra están codificados en azul, y los datos infrarrojos obtenidos del Telescopio Espacial Spitzer aparecen en rojo. Los brazos anómalos aparecen como emisiones púrpura y azules. Pulse aquí para agrandar. Crédito: NASA/CXC/Univ. of Maryland/A.S. Wilson et al. Optical: Pal.Obs. DSS; IR: NASA/JPL-Caltech; VLA & NRAO/AUI/NSF

Usando un cuarteto de observatorios espaciales, los astrónomos de la Universidad de Maryland pueden haber desvelado un misterio que lleva rondando 45 años sobre los dos brazos espirales fantasmales en la galaxia M106.

El equipo de Maryland, liderado por Yuxuan Yang, se sirvió de las inigualables capacidades del Observatorio de Rayos-X Chandra de la NASA , el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, el Observatorio de Rayos-X XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea, y los datos obtenidos hace casi una década por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA.

M106 (también conocida como NGC 4258) es una galaxia espiral a una distancia de 23,5 millones de años luz de distancia en la constelación de Canes Venatici (los lebreles o perros de caza). En imágenes de luz visible, dos prominentes brazos emanan hacia fuera del brillante núcleo y la espiral. Estos brazos están dominados por jóvenes estrellas brillantes, las cuales encienden el gas de los brazos. “Pero en imágenes de radio y de rayos-X, otros dos brazos espirales adicionales dominan la imagen, apareciendo como fantasmas entre los brazos principales”, dice el miembro del equipo Andrew Wilson de la Universidad de Maryland. Estos llamados “brazos anómalos” están compuestos mayormente de gas.

“La naturaleza de estos brazos anómalos ha sido un misterio desde hace mucho tiempo en la astronomía”, dice Yang. “Han sido un misterio desde que se descubrieron a principios de los años 60″.

Analizando los datos del XMM-Newton, Spitzer, y Chandra, Yang, Bo Li, Wilson, y Christopher Reynolds, todos de la Universidad de Maryland en College Park, han confirmado las primeras sospechas de que los brazos fantasma representan regiones de gas que están siendo calentadas violentamente por ondas de choque.

Anteriormente, algunos astrónomos habían sugerido que los brazos anómalos eran chorros de partículas que estaban siendo eyectadas por un agujero negro supermasivo en el núcleo de M106. Pero las observaciones de radio del Conjunto de Línea de Base Muy Larga del Observatorio Astronómico Nacional en Nuevo México, identificó más tarde otro par de chorros originados en el núcleo. “Es altamente improbable que un núcleo galáctico activo pueda tener más de un par de chorros”, dice Yang.

En 2001, Wilson, Yang, y Gerald Cecil, de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, notaron que los dos chorros estaban inclinados 30 grados respecto al disco de la galaxia. Pero si pudiéramos proyectar los chorros sobre el disco, estarían alineados casi perfectamente con los brazos anómalos. Imaginando que este alineamiento no es una casualidad, Wilson, Yang, y Cecil propusieron que los chorros calientan el gas en su línea de viaje formando una cobertura en expansión. Dado que los chorros están cerca del disco de M106, esta cobertura calienta el gas del disco y genera ondas de choque, calentando el gas a millones de grados y causando que irradie de forma muy brillante en rayos-X y otras longitudes de onda.

Para probar esta idea, Yang y sus colegas miraron en el archivo de observaciones espectrales de XMM-Newton. Con la extrema sensibilidad del XMM-Newton, el equipo pudo medir la temperatura del gas en los brazos anómalos y también ver cómo de fuerte eran absorbidos los rayos-X del gas por el material intermedio.

“Una de las predicciones de este escenario es que los brazos anómalos serán empujados gradualmente fuera del plano del disco galáctico por los chorros de gas caliente”, dice Yang. Los espectros del XMM-Newton muestran que los rayos-X son absorbidos con mayor fuerza en la dirección del brazo noroeste más que del brazo sureste. Los resultados sugieren con firmeza que el brazo sureste está en parte en el lado cercano del disco de M106 y que el brazo noroeste está en parte en el lado alejado.

Los científicos apuntan que estas observaciones muestran una clara consistencia con el escenario. La confirmación de esta interpretación ha venido recientemente fruto de las observaciones de archivo del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, cuya visión infrarroja muestra con claridad signos de que las emisiones de rayos-X desde el brazo noroeste están siendo absorbidas por gas caliente y polvo del disco galáctico. Además, la resolución cámara de resolución superior de chandra da claras indicaciones de gas golpeado por interacciones con otros dos chorros.

Junto a la resolución del misterio de los brazos anómalos, estas observaciones permiten al equipo estimar la energía de los chorros y calibrar sus relaciones con el agujero negro central de M106. El artículo del equipo aparecerá en el número del 10 de mayo de la revista Astrophysical Journal.


Fecha Original: 10 de abril de 2007
Fuente Original

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