El Telescopio Muy Grande descubre que nuestras galaxias enanas vecinas muestran procesos de formación que no son iguales al de la Vía Láctea.

Comunicado de Prensa ESO PR 41/06.

Una gran prospección realizada por el Telescopio Muy Grande (VLT) de ESO, ha arrojado nueva luz sobre el linaje del universo-isla que habitamos. Después de determinar la composición química de más de 2 000 estrellas en cuatro de las galaxias enanas más cercanas a la nuestra, los astrónomos han descubierto diferencias fundamentales en su conformación, poniendo dudas sobre la teoría de que estas galaxias diminutas pudieron haber sido alguna vez los bloques constitutivos de la Vía Láctea.

“La química que vemos en estas estrellas de las galaxias enanas no es consistente con los actuales modelos cosmológicos”, dijo Amina Helmi del Instituto Astronómico Kapteyn en Groningen, Holanda, y autora principal del artículo que presenta estos resultados. “Muestra que todavía queda mucha astronomía por aprender en nuestro propio patio trasero”.

Nuestra Vía Láctea está rodeada por un número de galaxias enanas satélites, que a causa de su forma aproximadamente redondeada son denominadas como “galaxias enanas esferoidales”. Poco luminosas y difusas, estas galaxias enanas son mil veces menos luminosas que la propia Vía Láctea, haciendo de ellas las galaxias menos luminosas que se conocen.

ESO PR Foto 41/06: Abundancia química en las galaxias enanasVemos aquí la distribución del contenido de hierro (a escala logarítmica) en cuatro galaxias enanas vecinas (Escultor, Sextante, Fornax y Carina), mostrada como una fracción relativa y tal como se deriva de las observaciones realizadas con el instrumento FLAMES/VLT. Hay una gran diversidad entre los sistemas, lo que refleja las historias ampliamente diferentes de formación estelar y de enriquecimiento químico. Sin embargo, hay un denominador común: contrariamente a las expectativas más simplistas, hay una gran escasez de estrellas con cantidades muy bajas de hierro, es decir, con una metalicidad inferior a -3. (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

Los modelos cosmológicos modernos predicen que las galaxias pequeñas se forman primero, y que luego se reúnen en sistemas más grandes como el de nuestra galaxia. Como inicialmente el universo contenía únicamente hidrógeno y helio (la mayoría de todos los otros elementos químicos se sintetizaron dentro de estrellas), las galaxias enanas deberían haber tenido un contenido mínimo de elementos pesados. Pero eso no es así, dicen los astrónomos [1].

Como parte de un gran programa de observaciones, el Equipo de Abundancias y Velocidades Radiales de Galaxias Enanas (DART), Helmi y sus colegas de institutos de nueve países diferentes utilizaron el instrumento [2] del Telescopio Muy Grande de ESO para medir la cantidad de hierro en más de 2 000 estrellas gigantes individuales en las galaxias esferoidales de Fornax, el Escultor, el Sextante y Carina [3].

Sus datos dieron a luz diferencias fundamentales en las composiciones químicas de las galaxias enanas comparadas con las de nuestro halo galáctico, poniendo en duda la teoría de la fusión como origen de los grandes halos galácticos. Si bien las abundancias promedio de los elementos en las enanas esferoidales es comparable con el que se ve en el halo galáctico, las primeras no muestran las estrellas muy pobres en metales que se observan en la Vía Láctea; los dos tipos de sistemas, contrariamente a lo predicho teóricamente, tienen una ascendencia esencialmente diferente.

“Nuestros resultados descartan cualquier fusión de galaxias enanas cercanas como mecanismo de formación para el halo galáctico, incluso en la historia muy temprana del universo”, dijo Helmi. “Se necesitarán más estudios detallados sobre la abundancia química, ya que nos dirán más sobre lo que sucedió en esas épocas primitivas de nuestro universo local”.

Más información

Detalles de este estudio son publicados por Amina Helmi et al en una Carta en el número del 10 de noviembre de 2006 del Astrophysical Journal titulada “A new view of the dwarf spheroidal satellites of the Milky Way from VLT/FLAMES: Where are the metal-poor stars?” (ApJ Lett, vol. 651, L121-L124).

El equipo DART está integrado por Eline Tolstoy, Amina Helmi, Giuseppina Battaglia, y Bruno Letarte (Universidad de Groningen, Holanda), Mike Irwin (Universidad de Cambridge, Reino Unido), Vanessa Hill (Observatorio de Paris-Meudon, Francia), Patrick François (Observatorio de Paris-Meudon, Francia y ESO, Chile), Pascale Jablonka (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Suiza), Kim Venn (Universidad de Victoria, Canadá), Matthew Shetrone (Universidad de Texas, EE.UU.), Nobuo Arimoto (Observatorio Nacional Astronómico de Japón), Tom Abel (Instituto Kavli Institute de Astrofísica de Partículas y Cosmología, EE.UU.), Andreas Kaufer y Thomas Szeifert (ESO, Chile), Francesca Primas (ESO, Alemania), y K. Sadakane (Universidad Osaka Kyoiku, Japón).

NOTAS:
[1].- En astronomía, el término “metal” se refiere a cualquier elemento más pesado que los constituyentes primordiales más abundantes del universo, el hidrógeno y el helio. La mayoría de los elementos pesados del cosmos son creados por las reacciones nucleares que dan su energía a las estrellas, y que son introducidos al medio interestelar cuando las estrellas eyectan sus capas gaseosas al final de su evolución.
Por lo tanto, el estudio del contenido de metales de una estrella nos da información sobre su edad y sobre las condiciones bajo las que se formó. En este estudio, la composición metálica fue medida utilizando la relación del hierro con respecto al hidrógeno en 2 000 estrellas de galaxias enanas esferoidales.

[2].- FLAMES, el Gran Conjunto Espectrógrafo Multi-Elemento de Fibras (en inglés: Fibre Large Array Multi-Element Spectrograph), es una tecnología avanzada montada sobre Kueyen, la segunda Unidad Telescopio del Telescopio Muy Grande de ESO. Permite que los astrónomos observen un campo de 25 arcominutos de diámetro, un área equivalente al tamaño de la Luna llena. En este campo, puede proporcionar los espectros lumínicos de hasta 130 objetos en una única observación, lo que hace que esté idealmente capacitado para los estudios de grandes poblaciones estelares.

[3].- Las galaxias esferoidales de Fornax, el Sextante, el Escultor y Carina, reciben sus nombres por las constelaciones de la región del cielo en las cuales se encuentran. La galaxia de Fornax fue una de las primeras en ser descubiertas, en 1938, y una de las más grandes en el vecindario inmediato de la Vía Láctea. Se encuentra a una distancia aproximada de 450 000 años luz, o sea alrededor de un quinto de la que nos separa de la galaxia de Andrómeda, y emite una cantidad de luz equivalente a unos 16 millones de Soles.
Descubierta también en 1938, la galaxia enana esferoidal del Escultor se encuentra a unos 260 000 años luz de distancia, y tiene una luminosidad de alrededor de 2 millones de Soles.
Carina fue descubierta en 1977, a una distancia de unos 330 000 años luz, y tiene una luminosidad equivalente a 400 000 Soles.
La del Sextante es la más recientemente descubierta de estas galaxias, y fue detectada en 1990. Se encuentra a 280 000 años luz de nosotros, y su luminosidad equivale a 500 000 Soles.

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Amina Helmi
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VLT (Very Large Telescope) de ESO en Paranal, Chile.© ESO / Paranal

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Traducido para Astroseti.org por Heber Rizzo Baladán

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Web Site: ESO Press Release 41/06
Artículo: “Cut from Different Cloth”
Fecha: Noviembre 07, 2006

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Enlace con el artículo original en inglés: AQUÍ.