Tres galaxias observadas por el estudio SDSS MaNGA. La fila superior muestra las imágenes de las galaxias, mientras que la fila inferior muestra la velocidad de las estrellas dentro de las galaxias; rojo significa que las estrellas se están alejando de nosotros y azul significa hacia nosotros. El panel de la izquierda muestra una galaxia espiral aislada, no se somete a una fusión. Los paneles del medio muestran un espectacular par de galaxias fusionadas, obvio tanto en la imagen como en el mapa de velocidad. Los paneles de la derecha muestran lo que aparece en la imagen como una sola galaxia, pero el mapa de velocidad revela que en realidad es una galaxia que acaba de fusionarse. Esto es evidente en las características perturbadas (contrarrotantes) en el mapa de velocidad. Este ejemplo demuestra el poder del nuevo método del equipo, que identificará las galaxias fusionadas mediante imágenes y cinemática. Crédito:Rebecca Nevin (Universidad de Colorado Boulder) y la colaboración de SDSS
Hoy dia, en la 233a reunión de la AAS en Seattle, Los astrónomos del Sloan Digital Sky Survey (SDSS) anuncian que han desarrollado una nueva herramienta para encontrar fusiones de galaxias que de otro modo estarían ocultas en los datos de la encuesta MaNGA (Mapeo de galaxias cercanas en el Observatorio Apache Point) de SDSS. Estos resultados muestran que al ir más allá de las simples búsquedas de galaxias fusionadas basadas solo en su apariencia, Los astrónomos ahora podrán encontrar más fusiones de galaxias que nunca.
"La fusión de galaxias es clave para comprender la evolución de las galaxias, pero encontrarlos puede ser complicado "dice Rebecca Nevin de la Universidad de Colorado, el autor principal del estudio. Nevin presenta este trabajo esta semana como una charla de disertación, ya que formó la base de su Ph.D. tesis en Colorado con la profesora Julie Comerford.
Un par de galaxias fusionadas es una de las vistas más bellas de la astronomía, con mareas gigantes de estrellas y formas inusuales que a veces se asemejan a animales (por ejemplo, las antenas, Ratones, Renacuajo, o galaxias pingüino). Sin embargo, estas hermosas características visibles que son visibles solo se encuentran en una pequeña fracción de las galaxias fusionadas, e incluso entonces solo durante una pequeña parte de los miles de millones de años que se necesitan para que dos galaxias se fusionen completamente en una. Es posible que algunas galaxias que de otra manera parezcan "normales" todavía estén en proceso de fusión.
Los astrónomos han desarrollado una forma de encontrar estas fusiones ocultas. Crearon un método que utiliza simulaciones de fusión de galaxias para predecir cómo se verían las fusiones y cómo se moverían las estrellas en las galaxias. Al comparar sus resultados con las observaciones de galaxias del estudio Mapeo de galaxias cercanas en el Observatorio Apache Point (MaNGA) del SDSS, los astrónomos podrán hacerlo mucho mejor en la identificación de galaxias fusionadas en la naturaleza.
"Estas simulaciones nos permiten predecir los signos más sutiles de la fusión de galaxias, para que podamos encontrar fusiones en los datos de SDSS que antes estaban ocultos, "explica Laura Blecha (Universidad de Florida), otro miembro clave del equipo.
Lo que el equipo presenta hoy es la parte de su método que analiza imágenes de galaxias. Básicamente han hecho un álbum de fotos galáctico, incluyendo imágenes de galaxias en todas las etapas de fusión. En el pasado, Los "álbumes de fotos" de los astrónomos de las fusiones de galaxias eran escasos, incluyendo solo galaxias en la etapa de fusión donde parecían fusiones espectaculares.
"Hoy en día, Sería totalmente impensable tomar solo una o dos selfies al año, ", dijo Nevin." Hemos modernizado el álbum de fotos de fusión de galaxias, ahora es como tomarse una selfie de fusión de galaxias al día durante años ".
Los astrónomos planean poner estos extensos álbumes de fotos a disposición de todo el mundo. Los astrónomos los utilizarán para estudiar cómo cambian las galaxias a medida que se fusionan.
El trabajo del equipo hasta ahora ya es un gran paso adelante en la identificación de fusiones, pero ya están dando el siguiente paso. Ya han comenzado a incorporar datos sobre cómo se mueven las estrellas en las galaxias del estudio SDSS MaNGA. Esto permitirá al equipo identificar aún más fusiones, aquellas en las que la galaxia parece completamente "normal".
La clave de este nuevo análisis es incorporar datos de MaNGA sobre cómo se mueven las estrellas dentro de las galaxias. "Al ir más allá de las imágenes e incorporar cinemática estelar, encontraremos muchas más galaxias fusionadas, "dice Karen Masters de Haverford College, el Portavoz de SDSS. "Podremos aprender cómo el proceso de fusión impacta en cómo evolucionan las galaxias en nuestro Universo".
Este montaje de seis imágenes del Telescopio Espacial Hubble muestra seis galaxias reales en diferentes etapas del proceso de fusión. Para obtener más información sobre estas galaxias, consulte la descripción de la imagen en el sitio web del telescopio espacial Hubble. Crédito:NASA, ESA, el Hubble Heritage Team (STScI / AURA) -ESA / Hubble Collaboration y A. Evans (Universidad de Virginia, Charlottesville / NRAO / Universidad de Stony Brook), K. Noll (STScI), y J. Westphal (Caltech)
Esta cinemática estelar se revela en los mapas creados por el estudio MaNGA del SDSS. Debido a que los espectros que observa MaNGA provienen de la luz de todas las estrellas en una parte particular de una galaxia, estrellas, los espectros están ligeramente desplazados por el efecto Doppler:desplazado al azul para las partes de una galaxia que se mueven hacia la Tierra y al rojo para las partes que se alejan de la Tierra. Estos cambios sutiles revelan cómo se mueven las estrellas alrededor de la galaxia.
Cuando las galaxias se fusionan, las estrellas en ellos casi nunca chocan, pero se tiran por todos lados, creando distorsiones dramáticas en el patrón de cómo las estrellas se mueven alrededor de la galaxia, patrones que los astrónomos denominan "cinemática estelar". En un típico, galaxia espiral que no se fusiona, las estrellas giran de una manera simple, patrón predecible. Pero si una galaxia así se está fusionando, ese patrón simple se vuelve caótico, creando arreglos salvajes (pero predecibles) de movimiento estelar. Cuando los patrones de movimiento estelar de una galaxia se han distorsionado por una fusión, los datos de cinemática estelar de MaNGA proporcionan evidencia directa de la fusión. El equipo de Nevin, que incluye astrónomos de la Universidad de Colorado Boulder, la Universidad de Florida, y la Universidad de Princeton, está comenzando a agregar datos de cinemática estelar a su trabajo.
"A medida que mejoramos nuestros algoritmos de aprendizaje automático para incorporar la cinemática estelar de la fusión de galaxias, somos capaces de identificar las diferentes etapas de la fusión. Las perturbaciones en las estrellas pueden durar más que la imagen de las firmas de una fusión como débiles colas de marea, que se desvanecen mucho más rápido. Esto significa que podemos identificar las etapas posteriores de la fusión, cuando en la imagen, las galaxias se ven como galaxias normales. Esta es una nueva y poderosa técnica en el estudio de la fusión de galaxias ".
Comprender las fusiones no solo es importante para astrónomos como el equipo de Nevin; esta comprensión puede ayudarnos a predecir el futuro de nuestra propia galaxia. La Vía Láctea se fusionará con las Nubes de Magallanes Grandes y Pequeñas en unos 2.500 millones de años, y luego se predice que se fusionará con la galaxia de Andrómeda, mucho más masiva, en cinco mil millones de años. combinándose para formar una sola super-galaxia, que algunos llaman "Milkdromeda". Este evento podría expulsar al Sol de la galaxia, pero a los futuros habitantes de la Tierra no les importará, que habrá sido tragado por el Sol cuando se convierta en una estrella gigante roja aproximadamente al mismo tiempo. Pero tal vez nuestros descendientes lo vean por sí mismos mientras viajan entre las estrellas.
