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    El gas de halo frío atrapado girando como discos galácticos

    Concepción artística de las corrientes de gas (azul) que alimentan un disco galáctico. La afluencia alimenta la formación de nuevas estrellas, y porque el gas que cae está girando, el tamaño del disco crece. Crédito:James Josephides, Producciones de astronomía de Swinburne

    Un grupo de astrónomos dirigido por Crystal Martin y Stephanie Ho de la Universidad de California, Santa Bárbara, ha descubierto una coreografía cósmica vertiginosa entre las típicas galaxias formadoras de estrellas; su gas halo frío parece estar en sintonía con los discos galácticos, girando en la misma dirección.

    Los investigadores utilizaron el Observatorio W. M. Keck para obtener la primera evidencia observacional directa que muestra que el gas halo giratorio no solo es posible, pero común. Sus hallazgos sugieren que el halo de gas giratorio eventualmente entrará en espiral hacia el disco.

    "Este es un gran avance en la comprensión de cómo crecen los discos galácticos, "dijo Martín, Profesor de Física en UC Santa Barbara y autor principal del estudio. "Las galaxias están rodeadas por depósitos masivos de gas que se extienden mucho más allá de las porciones visibles de las galaxias. Hasta ahora, sigue siendo un misterio cómo se transporta exactamente este material a los discos galácticos, donde puede alimentar la próxima generación de formación estelar ".

    El estudio aparece en la edición de hoy de la Diario astrofísico y muestra los resultados combinados de 50 galaxias formadoras de estrellas estándar tomadas durante un período de varios años.

    Hace casi una década, Los modelos teóricos predijeron que el momento angular del gas halo frío en rotación compensa parcialmente la fuerza gravitacional que lo empuja hacia la galaxia, lo que ralentiza la tasa de acumulación de gas y alarga el período de crecimiento del disco.

    Los resultados del equipo confirman esta teoría, que muestran que el momento angular del gas halo es lo suficientemente alto como para ralentizar la tasa de caída, pero no tan alto como para detener la alimentación del disco galáctico por completo.

    J165930 + 373527 se encuentra entre las galaxias detectadas con gas halo giratorio. Esta imagen NIRC2 del Observatorio W. M. Keck de alta resolución (roja) combinada con la imagen WFC3 del telescopio espacial Hubble (azul y verde) resuelve el disco galáctico. La rotación galáctica se midió a partir de los espectros de líneas de emisión del Observatorio W. M. Keck y del Observatorio del punto Apache. Crédito:S. Ho &C. Martin, UC Santa Bárbara / W. Observatorio M. Keck / STSCI

    Metodología

    Los astrónomos primero obtuvieron espectros de cuásares brillantes detrás de galaxias formadoras de estrellas para detectar el gas halo invisible por su firma de línea de absorción en los espectros de cuásares. Próximo, los investigadores utilizaron el sistema de óptica adaptativa de estrellas guía láser (LGSAO) del Observatorio Keck y la cámara de infrarrojo cercano (NIRC2) en el telescopio Keck II, junto con la cámara de campo amplio 3 del telescopio espacial Hubble (WFC3), para obtener imágenes de alta resolución de las galaxias.

    "Lo que distingue a este trabajo de los estudios anteriores es que nuestro equipo también usó el quásar como una 'estrella' de referencia para el sistema AO de estrella guía láser de Keck, "dijo el coautor Ho, estudiante de posgrado en física en UC Santa Barbara. "Este método eliminó el desenfoque causado por la atmósfera y produjo las imágenes detalladas que necesitábamos para resolver los discos galácticos y determinar geométricamente la orientación de los discos galácticos en el espacio tridimensional".

    Luego, el equipo midió los cambios Doppler de las nubes de gas utilizando el espectrómetro de imágenes de baja resolución (LRIS) en el Observatorio Keck. así como la obtención de espectros del Observatorio Apache Point. Esto permitió a los investigadores determinar en qué dirección gira el gas y qué tan rápido. Los datos demostraron que el gas gira en la misma dirección que la galaxia, y el momento angular del gas no es más fuerte que la fuerza de la gravedad, lo que significa que el gas entrará en espiral hacia el disco galáctico.

    "Así como los patinadores sobre hielo acumulan impulso y giran cuando llevan los brazos hacia adentro, Es probable que el gas halo esté girando hoy porque alguna vez estuvo a distancias mucho mayores donde fue depositado por los vientos galácticos, despojado de las galaxias satélite, o dirigido hacia la galaxia por un filamento cósmico, "dijo Martín.

    Próximos pasos

    El siguiente paso para Martin y su equipo es medir la velocidad a la que el gas de halo se introduce en el disco galáctico. La comparación de la tasa de flujo de entrada con la tasa de formación de estrellas proporcionará una mejor línea de tiempo de la evolución de las galaxias normales de formación de estrellas. y explicar cómo los discos galácticos continúan creciendo en escalas de tiempo muy largas que abarcan miles de millones de años.


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