Sobre el Observatorio Las Campanas en Chile, hogar del telescopio du Pont con el que el espectrógrafo APOGEE Sur del SDSS observa los cielos del sur. Las Nubes de Magallanes son visibles a simple vista en el Hemisferio Sur, pero para capturar una imagen como esta se requiere una cámara optimizada para astrofotografía. (abajo a la izquierda y arriba a la derecha, respectivamente) Crédito:Ryan Trainor (Franklin y Marshall College)
Después de formar lentamente estrellas durante los primeros miles de millones de años de sus vidas, las Nubes de Magallanes, vecinos cercanos de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, han mejorado su juego y ahora están formando nuevas estrellas a un ritmo rápido. Esta nueva visión de la historia de las Nubes proviene de los primeros mapas químicos detallados hechos de galaxias más allá de la Vía Láctea.
Nombrado en honor al explorador Fernando de Magallanes, quien dirigió la primera expedición europea para dar la vuelta al mundo, las Nubes de Magallanes Grandes y Pequeñas son los vecinos galácticos más cercanos de la Vía Láctea, galaxias compañeras que algún día se fusionarán con nuestra galaxia. Las dos galaxias son visibles solo desde el hemisferio sur, donde parecen brillantes, tenues nubes.
Un mapa de la historia estelar
Aunque los humanos han contemplado las nubes durante milenios, esta es la primera vez que los astrónomos han elaborado un mapa detallado de las composiciones químicas de las estrellas dentro de ellos. El proyecto, realizado por Sloan Digital Sky Survey (SDSS), fue dirigido por el astrónomo de la NOAO David Nidever, quien también es profesor investigador de física en la Universidad Estatal de Montana.
"Mapeamos las posiciones, movimientos y composición química de miles de estrellas en las Nubes de Magallanes, ", dijo Nidever." Leer estos mapas nos ayuda a reconstruir la historia de cuándo estas galaxias formaron sus estrellas ".
Los mapas son el primer descubrimiento importante que surge de las nuevas operaciones del sur de la encuesta del Experimento 2 de evolución de la galaxia del Observatorio Apache Point del SDSS (APOGEE-2). que se está llevando a cabo en el Telescopio Irénée du Pont en el Observatorio Las Campanas en Chile.
Tomada con el satélite Gaia del Observatorio Europeo Austral, los mapas muestran la abundancia relativa de elementos pesados (elementos más pesados que el helio) en las estrellas. El amarillo indica menos elementos pesados y el violeta indica más elementos pesados. Crédito:David Nidever (NOAO / Montana State University) y la colaboración de SDSS.
Haciendo mapas a partir de espectros estelares
Para hacer los mapas el equipo de SDSS recolectó espectros de tantas estrellas como fue posible. Espectros que esparcen la luz de una estrella en forma de arco iris, codificar los movimientos de las estrellas, su temperatura, los elementos químicos que contienen, y su etapa en el ciclo de vida estelar.
Midiendo la composición química de las estrellas de una galaxia, los astrónomos pueden inferir su "historia de formación estelar, "un registro aproximado de la velocidad a la que se formaron las estrellas a lo largo del tiempo. La reconstrucción es posible debido a la diferencia en la vida útil de las estrellas de diferentes masas y al papel que juegan las estrellas más masivas en el enriquecimiento de las galaxias con elementos pesados.
A medida que las estrellas envejecen las estrellas más masivas que el Sol evolucionan y explotan como supernovas, expulsando elementos pesados hacia la galaxia, mientras que las estrellas menos masivas viven. Los elementos expulsados se mezclan con el gas existente, enriqueciéndolo. Las nuevas generaciones de estrellas se forman a partir del gas enriquecido y heredan esa composición química. El proceso se repite, con las estrellas de menor masa de vida más larga sobreviviendo para registrar la historia de enriquecimiento de la galaxia. Al mapear la abundancia de estas estrellas, los astrónomos pueden "leer" el registro de formación estelar de la galaxia.
A partir de modelos basados en abundancias químicas APOGEE (de Christian Hayes de la Universidad de Virginia). La curva de la Gran Nube de Magallanes se ha ampliado en un factor de 20 para facilitar la comparación. Si bien la formación de estrellas en la Vía Láctea fue rápida en los primeros tiempos y luego disminuyó, la historia de la Gran Nube de Magallanes es casi completamente al revés:la formación de estrellas fue extremadamente lenta en los primeros tiempos y aumentó dramáticamente en los últimos 2 mil millones de años. Crédito:David Nidever (NOAO / Universidad Estatal de Montana).
Inicio lento seguido de una explosión
Los resultados muestran que la historia de la formación estelar de las Nubes de Magallanes Grandes y Pequeñas es completamente diferente a la de nuestra galaxia. "En la Vía Láctea, La formación de estrellas comenzó como pandilleros y luego declinó, ", explicó el miembro del equipo Sten Hasselquist de la Universidad de Utah". en las Nubes de Magallanes, las estrellas se formaron extremadamente lentamente en los primeros tiempos, a una tasa de solo 1/50 de la tasa de formación de estrellas en la Vía Láctea, pero esa tasa se ha disparado en los últimos 2 mil millones de años ".
Nidever cree que el dramático aumento en la tasa de formación de estrellas se debe a la interacción de las Nubes de Magallanes entre sí mientras caen hacia la Vía Láctea. "Las Nubes comenzaron sus vidas con calma en una parte relativamente aislada del Universo, donde no había razón para formar estrellas, ", dijo Nidever." Pero en los últimos miles de millones de años, las estrechas interacciones que las Nubes han tenido entre sí y con la Vía Láctea están provocando que el gas de las Nubes se transforme en estrellas ".
¡Fuegos artificiales por delante!
Durante los próximos miles de millones de años, las Nubes de Magallanes continuarán fusionándose con la Vía Láctea, a medida que la fuerza gravitacional de la Vía Láctea, mucho más masiva, los atrae. A medida que avanza la fusión, Se espera que la formación de estrellas en las Nubes alcance un nivel aún mayor, tono febril, según obra reciente. En unos 2.500 millones de años, la Gran Nube de Magallanes será consumida por completo por la Vía Láctea en una explosión cósmica de formación estelar. Nuestros vecinos más cercanos pueden haber tenido un comienzo lento, ¡Pero se avecinan tiempos emocionantes!
"Los gigantes perezosos:las abundancias de APOGEE revelan bajas eficiencias de formación estelar en las nubes de Magallanes, "Nidever et al. 2019, sometido a la Diario astrofísico . Preimpresión disponible:arxiv.org/abs/1901.03448
Los resultados se presentaron el 9 de enero de 2019 en la 233a reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense.
