James Webb observa una onda de choque

El telescopio James Webb observa una interesante onda de choque generada por la galaxia intrusa NGC 731b en el Quinteto de Stephan.
Un equipo de astrónomos utilizó ALMA para confirmar las imágenes del Telescopio Espacial James Webb que descubrió un sistema de reciclaje de hidrógeno molecular caliente y frío en el Quinteto de Stephan. Crédito: ALMA

El famoso James Webb Space Telescope observa una onda de choque causada por una colisión intergaláctica en el famoso Quinteto de Stephan. Las últimas observaciones confirmadas también por el ALMA (Atacama Large Millimeter Array) han proporcionado a los astrónomos la vista de una galaxia intrusa, NGC 731b mientras atraviesa este espacio congestionado a la increíble velocidad de 800 km/s.

La violenta invasión de NGC 731b ha desatado una onda de choque más grande que la Vía Láctea entera. Las ondulaciones que se forman en el plasma interestelar han activado un remezclado del hidrógeno frío y caliente en esta región turbulenta del cosmos.

La galaxia NGC 731b

El descubrimiento de estos fenómenos es muy importante para comprender cómo estos fenómenos violentos pueden influir tanto en la formación estelar como en la evolución de las galaxias. “Mientras NGC 731b choca contra el grupo, está atravesando un viejo chorro de gas probablemente causado por una interacción anterior entre las galaxias. Todo esto está generando una onda de choque enorme”, afirma en una nota (ref.) Philip Appleton, astrónomo jefe de la investigación.

“James Webb ha capturado una onda de choque que se está moviendo a través de un chorro de gas, creando una capa de enfriamiento de gas altamente turbulenta e inestable. En las regiones afectadas por esta actividad violenta estamos observando estructuras inesperadas y el reciclaje del hidrógeno. El hidrógeno molecular forma la materia prima que forma las estrellas. Entender su destino nos dirá más sobre la evolución del Quinteto de Stephan y de las galaxias en general” ha agregado.

Situado a unos 270 millones de años luz de la Tierra en la constelación de Pegaso, el Quinteto de Stephan incluye a las galaxias NGC 7317, NGC 7318a, NGC 7318b, NGC 7319 y NGC 7320. Las cinco galaxias han sido siempre un laboratorio ideal para estudiar las interacciones galácticas, incluidas las colisiones violentas y cómo estas interacciones afectan a sus ambientes.

El Quinteto de Stephan: un laboratorio ideal

A pesar de que el Quinteto de Stephan es un laboratorio ideal para estudiar estos fenómenos tiene una particularidad. En las cinco galaxias que lo componen, no hay una intensa formación estelar a pesar de las constantes colisiones entre las galaxias presentes. Y es precisamente esta peculiaridad lo que permite a los astrónomos observar la turbulencia sin la máscara generada por la formación estelar.

Aprovechando esta oportunidad, Appleton y su equipo ampliaron tres regiones clave en el Quinteto de Stephan utilizando ALMA, un interferómetro astronómico de 66 radiotelescopios en la región del desierto de Atacama en el norte de Chile. Las observaciones permitieron a los astrónomos construir el primer cuadro claro de cómo el hidrógeno gaseoso se está moviendo y modelando continuamente.

Una imagen del array de 66 radiotelescopios ALMA en Chile. Crédito: ALMA
Una imagen del array de 66 radiotelescopios ALMA en Chile. Crédito: ALMA

“El poder de ALMA es evidente en estas observaciones. Ha proporcionado a los astrónomos nuevas intuiciones y una mejor comprensión de estos procesos previamente desconocidos”, afirmó en la misma declaración Joe Pesce, responsable del programa ALMA en la US National Science Foundation.

Las regiones de investigación

El centro de la onda de choque se llama CAMPO6. Es una nube de moléculas frías remodeladas por hidrógeno caliente. El hidrógeno se recicla en fases de temperatura. “Estamos observando la desintegración de una nube de moléculas frías en un gas super caliente. Lo interesante es que el gas simplemente pasa por fases calientes y frías”, dijo Appleton. “Todavía no entendemos estos ciclos, pero sabemos que el gas atraviesa estas fases porque las dimensiones son mayores que el tiempo necesario para que las nubes de las que están compuestas, sean destruidas”.

El sistema de reciclaje de hidrógeno no es el único fenómeno extraño generado por las ondas de choque. En la región CAMPO5, se encontraron nubes frías de gas conectadas por un flujo de hidrógeno molecular caliente. Una de las nubes tiene forma de proyectil y está perforando el filamento, formando una estructura en forma de anillo. La región CAMPO4 es la más normal. Alberga un ambiente menos turbulento y el hidrógeno colapsado ha desatado la formación de un disco de estrellas. Se cree que es el comienzo de la formación de una pequeña galaxia enana.

“En el campo 4, es probable que las grandes nubes de gas preexistentes se hayan vuelto inestables debido al choque y hayan colapsado para formar nuevas estrellas”, dijo Pierre Guillard, investigador del Institut d’Astrophysique de Paris. “La onda de choque en el medio intergaláctico del Quinteto de Stephan ha formado tanto gas molecular frío como el que tenemos en nuestra Vía Láctea. Sin embargo, la formación estelar es lenta”. Guillard cree que estas observaciones tienen implicaciones significativas para los modelos teóricos. Sin embargo, se necesitará más trabajo para comprender el efecto de la turbulencia y cómo se mezcla el gas caliente y frío.

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