02 Feb 2023. Granada

Hallan inesperadas colas de gas y estrellas en dos galaxias del cúmulo de Hidra

El Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) encabeza el estudio de NGC 3312 y NGC3314a, dos galaxias en interacción avanzada con el cúmulo que deberían haber perdido la mayor parte de su gas. El trabajo, que busca comprender cómo el entorno afecta a las galaxias dentro de un cúmulo, revela colas de marea con una anómala cantidad de gas frío donde, incluso, se están formando estrellas.

Los cúmulos de galaxias son agrupaciones de cientos o miles de galaxias unidas gravitatoriamente, que se desplazan dentro de él e interaccionan con el gas caliente que forma el medio intracumular. Esta interacción produce cambios en su forma y composición, siendo el más notorio la pérdida del gas de las galaxias, el hidrógeno frío a partir del que se forman las estrellas. Ahora, un estudio liderado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) ha descubierto, en las colas de arrastre de dos galaxias situadas en la región central del cúmulo de Hidra, abundancia de gas frío y estrellas en formación, algo anómalo ya que se espera que el gas se pierda por su desplazamiento hacia el centro del cúmulo.

cúmulo de Hidra

El cúmulo de Hidra, que agrupa más de ciento cincuenta galaxias brillantes, es uno de los mayores cúmulos de galaxias cercanos y muestra en sus regiones centrales dos galaxias espirales, NGC 3312 y NGC 3314a.

“Este descubrimiento puede cambiar nuestra visión del campo porque los resultados sugieren que algunas galaxias pueden ser capaces de retener su gas durante más tiempo que otras, pero aún desconocemos las causas”, apunta Kelley Hess, investigadora del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que encabeza el artículo.

Las galaxias que se mueven a través del medio intracumular crean, de manera similar a un barco desplazándose por el agua, un “arco de choque” en el sentido en el que avanzan, dejando atrás una estela de material erosionado. “De esta forma se distorsiona el contenido de gas de la galaxia y, en última instancia, este proceso puede eliminar todo el gas frío”, explica Hess (IAA-CSIC).

El cúmulo de Hidra, que agrupa más de ciento cincuenta galaxias brillantes, es uno de los mayores cúmulos de galaxias cercanos y muestra en sus regiones centrales dos galaxias espirales, NGC 3312 y NGC 3314a, que constituyen las galaxias espirales más próximas al centro de un cúmulo en las que se han visto tan bien definidas colas de marea de gran tamaño: de hecho, el estudio calcula que el material arrancado que conforma las colas equivale a un 8% y un 35% del gas total de los discos, y muestra que aún continúa formando estrellas. La formación estelar suele asociarse a los brazos de las galaxias, pero curiosamente estas colas albergan una cantidad notable de estrellas en formación: estrellas que probablemente vivirán toda su vida dentro del cúmulo, pero fuera de una galaxia.

galaxias

Imágenes de NGC 3314 y NGC 3312 donde se marcan las regiones empleadas para la calcular la tasa de formación estelar en las colas de material.

La constitución de los cúmulos de galaxias

Las galaxias pueden unirse a un cúmulo individualmente o en grupo. En este último caso, pueden formar subestructuras capaces de sobrevivir dentro del cúmulo, tal y como se ha hallado en la región central del cúmulo de Hidra: el arrastre observado en las colas de NGC 3312 y NGC 3314a revela que se mueven hacia nosotros como parte de una subestructura que ya ha superado su punto de máxima aproximación al centro del cúmulo.

El hecho de que estas galaxias posean aún un alto contenido en gas frío sugiere que o bien el medio de la subestructura podría protegerlas de los efectos más dramáticos de la presión de arrastre, o bien que las galaxias se mueven en órbitas más tangenciales de las que se suponían en un principio.

En líneas generales, el estudio avanza en la comprensión de cómo afecta a las galaxias el entorno en el que viven. “Creo que la idea de que las galaxias no son meros objetos aislados que viven tranquilamente su vida, sino que viven en entornos dinámicos, es algo asombroso en lo que pensar –concluye Hess (IAA-CSIC) –. El estudio de la evolución de las galaxias y del papel que desempeña el entorno se compara a menudo con el estudio de la ‘naturaleza frente a la crianza’ en psicología. Este es un caso de estudio sobre el fuerte impacto que puede tener la ‘crianza’ en la evolución de una galaxia”.

Referencia bibliográfica:

K. M. Hess et al. NGC 3314a/b and NGC 3312: Ram pressure stripping in Hydra I Cluster substructure, Astronomy & Astrophysics, December 2022 https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2022/12/aa43412-22/aa43412-22.html

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