Esta serie de imágenes muestra cómo los astrónomos encuentran corrientes estelares invirtiendo la luz y la oscuridad, de forma similar a las imágenes negativas. Las imágenes en color de cada una de las galaxias cercanas que se muestran se incluyen como contexto. Las galaxias están rodeadas por enormes halos de gas caliente salpicados de estrellas esporádicas, que se ven como las regiones sombrías que encierran cada galaxia aquí. Roman podría mejorar estas observaciones resolviendo estrellas individuales para comprender las poblaciones estelares de cada flujo y ver flujos estelares de varios tamaños en incluso más galaxias. Crédito:Carlin et al. (2016), a partir de imágenes de Martínez-Delgado et al. (2008, 2010)
El Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA estudiará tenues corrientes de estrellas que se extienden mucho más allá de los bordes aparentes de muchas galaxias. Misiones como los telescopios espaciales Hubble y James Webb tendrían que unir cientos de imágenes pequeñas para ver estas estructuras alrededor de las galaxias cercanas en su totalidad. Roman lo hará en una sola instantánea. Los astrónomos utilizarán estas observaciones para explorar cómo crecen las galaxias y la naturaleza de la materia oscura.
Los flujos estelares parecen mechones etéreos de cabello que se extienden hacia afuera desde algunas galaxias, flotando pacíficamente a través del espacio como parte del halo, una región esférica que rodea una galaxia. Pero estos vuelos estelares son signos de un antiguo drama a escala cósmica que sirven como registros fósiles del pasado de una galaxia. Estudiarlos transforma a los astrónomos en arqueólogos galácticos.
"La mayoría de los halos están hechos de estrellas que fueron despojadas de otras galaxias", dijo Tjitske Starkenburg, becario postdoctoral en la Universidad Northwestern en Evanston, Illinois, quien examinó el potencial de Roman en esta área. "Las amplias y profundas imágenes de Roman serán lo suficientemente nítidas para que podamos resolver estrellas individuales en halos de otras galaxias, lo que hará posible estudiar flujos estelares en una gran cantidad de galaxias por primera vez".
El equipo, dirigido por Starkenburg, compartirá hoy sus resultados en la reunión número 240 de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Pasadena, California.
Canibalismo galáctico, estrellas robadas
Las simulaciones respaldan la teoría de que las galaxias crecen en parte al engullir grupos más pequeños de estrellas. Una galaxia enana capturada en órbita por una más grande se distorsiona por la gravedad. Sus estrellas lloviznan, trazando arcos y bucles alrededor de la galaxia más grande hasta que finalmente se convierten en sus miembros más nuevos.
"A medida que las estrellas individuales se escapan de la galaxia enana y caen en la más masiva, forman corrientes largas y delgadas que permanecen intactas durante miles de millones de años", dijo Sarah Pearson, becaria postdoctoral del Hubble en la Universidad de Nueva York en la ciudad de Nueva York y el autor principal de un estudio separado, también publicado en The Astrophysical Journal , sobre las observaciones proyectadas de la misión en esta área. "Entonces, las corrientes estelares guardan secretos del pasado y pueden iluminar miles de millones de años de evolución".
Los astrónomos han captado este proceso caníbal en el acto utilizando telescopios como el satélite Gaia de la ESA (Agencia Espacial Europea), que está afinado para medir las posiciones y los movimientos de las estrellas en nuestra galaxia, la Vía Láctea. Roman ampliará estas observaciones realizando mediciones similares de estrellas tanto en la Vía Láctea como en otras galaxias.
La Vía Láctea alberga al menos 70 corrientes estelares, lo que significa que probablemente se ha comido al menos 70 galaxias enanas o cúmulos de estrellas globulares, grupos de cientos de miles de estrellas unidas gravitacionalmente. Las imágenes de la Vía Láctea de Roman podrían permitir a los astrónomos unir instantáneas en el tiempo para mostrar el movimiento de las estrellas. Eso nos ayudará a saber de qué está hecha la materia oscura, materia invisible que solo podemos detectar a través de sus efectos gravitatorios sobre los objetos visibles.
Una teoría sugiere que la materia oscura es "fría" o está compuesta de partículas pesadas y lentas. Si es así, debería agruparse dentro de halos de galaxias, lo que perturbaría las corrientes estelares de formas que Roman pudiera ver. Al detectar o descartar estas distorsiones, Roman podría reducir los candidatos de los que podría estar hecha la materia oscura.
Los astrónomos también esperan estudiar corrientes estelares en varias de las galaxias vecinas de la Vía Láctea. No están bien estudiados en otras galaxias porque son muy débiles y están muy lejos. También son tan grandes que pueden envolver una galaxia entera. Se necesita una vista panorámica inigualable como la de Roman para capturar imágenes que sean lo suficientemente grandes y detalladas para verlas.
Las corrientes estelares especialmente esquivas que se formaron cuando la Vía Láctea extrajo estrellas de los cúmulos de estrellas globulares se han detectado antes, pero nunca se han encontrado en otras galaxias. Son más débiles porque contienen menos estrellas, lo que las hace mucho más difíciles de detectar en otras galaxias más distantes.
Roman puede detectarlos en varias de nuestras galaxias vecinas por primera vez. La visión amplia, nítida y profunda de la misión debería incluso revelar estrellas individuales en estas estructuras enormes y tenues. En un estudio anterior publicado en The Astrophysical Journal Pearson lideró el desarrollo de un algoritmo para buscar sistemáticamente flujos estelares que se originen en cúmulos globulares en galaxias vecinas.
El nuevo estudio de Starkenburg se suma a la imagen al predecir que Roman debería poder detectar docenas de corrientes en otras galaxias que se originaron en galaxias enanas, ofreciendo una visión sin precedentes de la forma en que crecen las galaxias.
"Es emocionante aprender más sobre nuestra Vía Láctea, pero si realmente queremos comprender la formación de galaxias y la materia oscura, necesitamos un tamaño de muestra más grande", dijo Starkenburg. "Estudiar las corrientes estelares en otras galaxias con Roman nos ayudará a ver el panorama general". Antigua galaxia enana reconstruida con una computadora voluntaria MilkyWay@home
