Los astrónomos han estado mirando atentamente a M51, o la Galaxia Whirlpool, desde el siglo XIX, su estructura en espiral característica informa los primeros debates sobre la naturaleza de las galaxias y el Cosmos en general.

Pero nadie, ni a simple vista o con telescopios modernos cada vez más potentes, ha visto nunca lo que los astrónomos de la Universidad Case Western Reserve observaron por primera vez utilizando un telescopio restaurado de 75 años en las montañas del suroeste de Arizona.

"Literalmente miré la imagen y dije:'¿Qué demonios es eso?' ", Dijo el profesor de astronomía de Case Western Reserve, Chris Mihos.

Lo que resultó ser una nube masiva de gas hidrógeno ionizado arrojada desde una galaxia cercana y luego esencialmente "cocinada" por la radiación del agujero negro central de la galaxia.

Mihos y un trío de colaboradores, dirigido por el entonces estudiante graduado Aaron Watkins, e incluyendo al Gerente del Observatorio de la Reserva Case Western Paul Harding y al astrónomo de la Universidad de Wisconsin Matthew Bershady, escribieron sobre el descubrimiento este mes en la revista The Cartas de revistas astrofísicas .

El descubrimiento de la nube de gas gigante, observado por primera vez por Watkins en 2015 y anunciado por Mihos en Twitter en abril, potencialmente proporciona a los astrónomos de todo el mundo un "asiento de primera fila" inesperado para ver el comportamiento de un agujero negro y la galaxia asociada a medida que consume y "recicla" gas hidrógeno.

"Conocemos algunas nubes como esta en galaxias distantes, pero no en uno tan cercano a nosotros, "Esto les da a los astrónomos una gran oportunidad de estudiar de cerca cómo se expulsa el gas de las galaxias y cómo los agujeros negros pueden influir en grandes regiones del espacio alrededor de esas galaxias", dijo Mihos.

Un 'telescopio maravilloso'

Pero, ¿cómo encontraron los científicos de Case Western Reserve algo que otros habían pasado por alto?

En parte, porque buscaron en el lugar correcto con el equipo adecuado y luego solicitaron la ayuda de un colega para confirmarlo con datos adicionales.

El telescopio Burrell Schmidt de Case Western Reserve en el Observatorio Warner &Swasey es uno entre más de dos docenas de telescopios de investigación en el Observatorio Nacional de Kitt Peak. incluyendo el Observatorio Nacional de Astronomía Óptica y el Observatorio Nacional Solar, apuntaba a los cielos oscuros a 60 millas al suroeste de Tucson.

Aunque es más pequeño y más antiguo que la mayoría de los telescopios de Kitt Peak, El telescopio Case Western Reserve también está construido de manera que proporcione un amplio campo de visión, al mismo tiempo que evita la luz parásita no deseada.

Eso permite a los astrónomos ver cosas que otros no ven:manchas difusas de luz que son "más de 100 veces más tenues que el cielo nocturno más oscuro que puedas imaginar". "Dijo Mihos.

"Lo que nuestro telescopio realmente hace bien es medir tan difuso, Luz de bajo brillo superficial emitida por gas o estrellas alrededor de una galaxia, "Dijo Mihos." Es un telescopio maravilloso, y nos ha permitido hacer avances de clase mundial en el estudio de las débiles afueras de las galaxias ".

Mihos dijo Watkins, ahora haciendo su trabajo postdoctoral en Finlandia, originalmente había estado imaginando el Remolino para mapear las tenues serpentinas de luz estelar arrancadas por la colisión entre las galaxias. Pensando que también podría haber gas en esas serpentinas, el equipo equipó el telescopio con un filtro especial para ver el calor, gas hidrógeno ionizado, que emite una longitud de onda de luz específica.

"Encontrar estrellas es relativamente sencillo, pero el gas no brilla en todas las longitudes de onda, "Dijo Mihos." Esa es una de las varias razones por las que nadie había visto esto antes:estudios anteriores que utilizaron este tipo de filtros de hidrógeno para buscar gas ionizado no pudieron detectar emisiones tan débiles y en un área tan amplia alrededor del Remolino para ver lo que encontró Aaron.

Pero aún había una cosa que verificar:"Nuestra preocupación era realmente lo que yo llamaría 'la analogía del parabrisas sucio':¿qué pasaría si realmente estuviéramos viendo una nube difusa de gas justo frente a nosotros en nuestra galaxia y no fuera así? ¿realmente forma parte de M51? " Dijo Mihos. "Podríamos darnos cuenta de eso si supiéramos qué tan rápido se movía, ¿se mueve lentamente como las nubes en la Vía Láctea? o mucho más rápido como los de M51? "

Los astrónomos de CWRU se asociaron con el astrónomo de la Universidad de Wisconsin Matthew Bershady para utilizar el cercano Observatorio WIYN para confirmar la asociación de la nube con M51. El telescopio WIYN de 3,5 metros estaba equipado con un instrumento capaz de tomar un espectro detallado de la nube para medir su velocidad.

"Necesitábamos saber si esa nube se movía a 'velocidad de la Vía Láctea' o 'velocidad M-51, "Dijo Mihos." Una vez que Aaron y Matt tomaron el espectro de la nube, pudieron decir qué tan rápido se alejaba de nosotros, e inmediatamente supimos que era parte de M51, no algo en nuestro propio patio trasero ".

La fabricación de estrellas

El papel del descubrimiento en la comprensión más clara de cómo las galaxias expulsan y "reciclan" su gas y estrellas, "Mihos dijo, se determinará en los próximos años a medida que más investigadores indaguen en la información que había estado allí todo el tiempo, incluso si no se había visto hasta ahora.

"Necesitamos muchos más datos para contar esta historia completamente, con seguridad, y esta es una de las galaxias mejor estudiadas que existen, ", dijo." Entonces, tenemos la oportunidad de comprender mejor lo que está sucediendo en el Remolino, que informa y afecta cómo entendemos todo lo demás sobre cómo ha evolucionado con el tiempo ".