Es un cuento clásico de Halloween. Un grupo de cazadores de fantasmas visita una gran casa antigua que se rumorea que está encantada. Pero después de explorar a fondo, se van decepcionados:no se ven fantasmas. Solo mas tarde, al mirar a través de sus fotografías del lugar, notan la misteriosa aparición en las escaleras. Estuvo ahí todo el tiempo.

En nuestro nuevo trabajo, publicado en Naturaleza , nos sorprendió descubrir una aparición de proporciones galácticas al mirar una galaxia familiar. El hallazgo tiene una gran importancia porque demuestra cómo los elementos químicos se mezclan en escalas muy grandes alrededor de las galaxias.

Tu cuerpo, la tierra, y todo el mundo material que te rodea está hecho de una clase de partículas llamadas "bariones". La materia bariónica es materia cotidiana "normal", como el carbono. Así que estamos íntimamente conectados con las cosas.

Imagina que pudieras poner todos los bariones del universo en un frasco. Ahora elige una de esas partículas al azar. ¿De dónde crees que habría salido? ¿Otro humano? ¿Un planeta? ¿Otra galaxia por completo? La respuesta es sorprendente para la mayoría:es probable que el barión provenga del espacio. Entre galaxias. La mayor parte de la materia normal del universo no está contenida en absoluto en las galaxias.

Cuando el universo tenía solo unos cientos de miles de años, materia bariónica y materia oscura, una sustancia invisible y desconocida que constituye la mayor parte de la materia del universo, se entremezclaron en una niebla casi uniforme. Esto fue ondulado con pequeñas fluctuaciones de densidad, y con el tiempo estos fueron amplificados por la gravedad, que los transformó en una red de filamentos que atraviesan el universo.

Lo llamamos la red cósmica. En los puntos más densos de la web, se formaron galaxias. En esas galaxias unos cientos de millones de años después del Big Bang, el hidrógeno comenzó a arder en las estrellas y la fusión nuclear forjó elementos pesados, incluidos el carbono y el oxígeno. Otros elementos se formaron en explosiones estelares cataclísmicas. Y en los centros de las galaxias, Los agujeros negros supermasivos crecieron acumulando bariones, liberando energía en el proceso.

El resplandor de las estrellas jóvenes las explosiones de supernovas y la intensidad de los agujeros negros tienen un efecto importante:impulsan flujos de gas a través y fuera de las galaxias. Sabemos desde hace mucho tiempo que esta "retroalimentación" es esencial para regular el crecimiento de las galaxias y para mezclar los diferentes elementos químicos en regiones entre estrellas. Sin tal mezcla no existirías. Parte del hierro en su sangre proviene de supernovas y el carbono proviene de la ceniza de estrellas muertas hace mucho tiempo. Todos somos lo que los malos de Harry Potter pueden llamar "sangre sucia" cósmica.

Algunos de los flujos de gas impulsados ​​por la formación de estrellas y el crecimiento de agujeros negros pueden escapar de las galaxias, emergiendo en el "medio circungaláctico", o CGM. Esta es la interfaz entre el medio interestelar (el material entre las estrellas) y el medio intergaláctico más amplio (el material entre las galaxias).

Estos vientos transportan elementos pesados ​​formados en galaxias hacia el CGM. Algunos de estos elementos volverán a "llover" más tarde, quizás para ser incorporado en nuevos sistemas solares. Otros pasarán el resto de la eternidad exiliados en el espacio intergaláctico.

Las simulaciones por computadora muestran este proceso con hermosos detalles. Pero aunque podemos medir los flujos de salida alrededor de las galaxias en el universo real, no los hemos observado directamente a escalas muy grandes, que se extienden a cientos de miles de años luz alrededor de las galaxias. Hasta ahora.

Un fantasma galáctico

Hemos utilizado un instrumento llamado Keck Cosmic Web Imager para observar una galaxia que es parte de una muestra de galaxias que hemos estado estudiando durante algún tiempo. El instrumento, basado en Hawaii, no es una cámara ordinaria. Mide el espectro de luz captada por el telescopio, dispersando la luz en sus diferentes frecuencias, o colores. Esto nos permite ver mucho más de lo que sería posible con una cámara de imágenes tradicional.

Las galaxias nos interesaron porque se sabe que impulsan salidas de gas extremadamente rápidas, viajando a la 1, 000 kilómetros por segundo o más. También son extremadamente compactos en comparación con la mayoría de las galaxias. Creemos que la mayoría de ellos se formaron a partir de la colisión de dos galaxias que ahora se han fusionado en una.

Cuando miramos los datos de KCWI por primera vez, hizo que los pelos de la nuca se erizaran. Esperábamos detectar algo pero lo que vimos realmente nos sorprendió. Rodeando la galaxia había una enorme nube de gas brillante, asemejándose a la forma de un reloj de arena de casi un tercio de millón de años luz de diámetro. Esta nebulosa resplandeciente eclipsa a la galaxia central, pero sin KCWI no sabrías que está allí.

Sin embargo, no hay nada paranormal sucediendo aquí. Del color, o frecuencia, de la luz, sabemos que lo emiten iones de oxígeno. Nuestro análisis muestra que la nebulosa se ha formado como resultado de dos salidas de gas distintas, vientos, que se han propagado desde la galaxia central hacia el CGM. Llamamos la nebulosa Makani - una palabra hawaiana para viento - por respeto al significado cultural de la montaña desde la cual se hicieron las observaciones.

En Makani estamos viendo directamente por primera vez el mecanismo por el cual el CGM se calienta y se enriquece. Nuestro análisis inicial muestra que las propiedades del flujo de salida concuerdan en general con las predicciones de la teoría. Ahora tenemos los sistema ideal para estudiar el proceso, y puede usar estos datos para refinar los modelos.

Lo que se necesita ahora son más ejemplos de objetos como Makani. Y como los investigadores que somos Nuestro equipo está ahora a la caza de otros espectros que acechan por ahí.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.