Un equipo científico internacional liderado por un investigador mexicano descubrió cúmulos globulares que giran a la misma velocidad que el gas en el disco de la galaxia espiral Messier 106 (también conocida como M106 o NGC 4258) a la que pertenecen. Debido a su disposición y velocidad en forma de disco, estos objetos distantes podrían ser reliquias del mediodía cósmico.

Esta investigación se llevó a cabo utilizando el Gran Telescopio Canarias (GTC), del cual México es socio, y los resultados se publicaron en la edición del 1 de mayo de El diario astrofísico (ApJ).

Dra. Rosa Amelia González-Lópezlira, investigador del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la Universidad Nacional Autónoma de México, Campus Morelia (IRyA-UNAM), está liderando este proyecto. El segundo autor del artículo es el Dr. Divakara Mayya, investigador del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE). El grupo de trabajo incluye investigadores y estudiantes en Australia, Brasil, Chile, Dinamarca, Francia, y Alemania, además de otros compañeros del IRyA-UNAM e INAOE.

El Dr. González-Lópezlira explica que los cúmulos globulares son grupos de entre 100, 000 y 1 millón de estrellas. Son objetos comunes, especialmente en grandes galaxias. "La Vía Láctea tiene 160 de estos grupos, pero las galaxias muy grandes pueden tener decenas de miles. Generalmente, estos grupos se distribuyen como en una esfera. Todas las estrellas de un cúmulo globular tienen aproximadamente la misma edad y tienen más o menos la misma composición química. No sabemos exactamente cómo se formaron estos grupos, y hay varias hipótesis que intentan explicarlo:se dice que preceden a la formación de galaxias, otro que se agruparon junto con ellos, otro postula que algunos aparecen cuando el gas choca durante una fusión de galaxias, " ella dice.

En la Vía Láctea por ejemplo, la mayoría de los cúmulos globulares parecen haberse formado junto con la galaxia; algunos se formaron o adquirieron más tarde, cuando una o varias galaxias más pequeñas se fusionaron con él.

Los cúmulos globulares son objetos muy antiguos que se formaron hace unos 11.500 millones de años. 2.300 millones de años después del Big Bang y poco antes de que la tasa de formación de estrellas cósmicas alcanzara su punto máximo, Hace 10 mil millones de años. "Este período se conoce como mediodía cósmico. Los cúmulos son muy brillantes y se pueden ver a distancias muy grandes. lo que significa que pueden darnos pistas sobre cómo se ensamblaron las galaxias durante este período de máxima formación estelar, "dice el astrofísico.

El artículo que se publicó en la edición del 1 de mayo de ApJ es parte de un proyecto más amplio para estudiar los sistemas de cúmulos globulares de nueve galaxias espirales en un radio de 52 millones de años luz. "Estamos particularmente interesados ​​en la relación entre el número de cúmulos globulares y la masa del agujero negro central en las galaxias espirales, "dice el investigador. La relación es muy estrecha para las galaxias elípticas, pero no es tan claro en las galaxias espirales. La vía Láctea, por ejemplo, no lo cumple. El Dr. González-Lópezlira agrega:“Las nueve galaxias espirales que vamos a estudiar tienen buenas estimaciones de las masas de sus agujeros negros y están a distancias donde los cúmulos globulares se pueden ver bien con el Telescopio Canadá-Francia-Hawai (CFHT ), con el que hicimos las observaciones iniciales ".

El Dr. Divakara Mayya explica que este tipo de estudios comienzan tomando imágenes y encontrando candidatos de cúmulos globulares basados ​​en los llamados diagramas de color-color. En este caso, además de un filtro óptico, se utilizaron un filtro ultravioleta e infrarrojo, que no es común. "Los candidatos se seleccionan en estos diagramas, pero otras fuentes aparentemente puntuales, como estrellas y galaxias lejanas, puede filtrarse. Por lo tanto, espectros confirman que cada objeto tiene una antigua población coetánea, y que su velocidad de recesión es compatible con la velocidad de recesión de la galaxia a la que se supone que pertenece. Usamos OSIRIS en el GTC porque estos objetos están bastante lejos, y por lo tanto se necesitan exposiciones de más de una hora con el telescopio óptico más grande del mundo para extraer la información de los espectros. OSIRIS es un espectrógrafo multiobjeto con el que se pueden observar varios objetos a la vez. Observamos un total de 23 candidatos de cúmulos globulares en dos campos ".

El principal hallazgo del proyecto fue totalmente inesperado y sorprendente. En lugar de distribuirse en una esfera, "los cúmulos globulares de NGC 4258 parecen estar dispuestos en un disco que gira en fase y prácticamente tan rápido como el disco gaseoso de hidrógeno neutro (HI) de la galaxia, que se observó con el radiotelescopio de síntesis de Westerbork (WSRT), incluso a grandes distancias de su centro. Esto nunca se había visto antes. Aparentemente esos son los hechos, aunque hay que seguir trabajando para confirmarlos. Esta es una de las cosas más agradables que pueden suceder cuando se trabaja en ciencias, "dice el Dr. Mayya.

El Dr. González-Lópezlira dice que debido a la forma en que se mueven los clusters M106, el disco donde se distribuyen es muy similar a los discos donde vemos que las estrellas se estaban formando hace 10 mil millones de años. "Especulamos que el disco de cúmulos de M106 es una reliquia o remanente del mediodía cósmico".

Los investigadores corroboraron además con el GTC que M106 cae en la correlación entre el número de cúmulos globulares y la masa del agujero negro. y que su método fotométrico para encontrar cúmulos globulares es excelente. El agujero negro supermasivo en el centro de M106 pesa 40 millones de masas solares, 10 veces más que la de la Vía Láctea y 150 veces menos que Messier 87, cuya imagen fue lanzada recientemente.

Finalmente, El investigador del IRyA-UNAM agregó que estudios como este en más galaxias espirales aclararán el papel de las diversas hipótesis propuestas en el ensamblaje de galaxias, sus sistemas de cúmulos globulares y sus agujeros negros.