estás leyendo...
Papers recientes

Nuevas corrientes de marea estelar descubiertas con el DES

  • Título del artículo original: STELLAR STREAMS DISCOVERED IN THE DARK ENERGY SURVEY
  • Autores: Shipp. N y colaboración DES
  • Institución del primer autor: Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago and Department of Astronomy and Astrophysics, The University of Chicago
  • Estado de la publicación: Subido a arXiv en Enero de 2018 y enviado a ApJ.

En el astrobito de hoy hablaremos de un artículo que reporta un descubrimiento, esto significa que los autores sólo describen el descubrimiento y cómo se llevó acabo. Por lo tanto saber por qué es relevante el descubrimiento y qué nuevos conocimientos podría generar es importante. El descubrimiento trata de nuevas corrientes de marea estelar (tidal stellar streams, en inglés) que en breve definiremos y hablaremos de cuál puede ser su utilidad.

¿Qué son las corrientes de marea estelar y cómo se forman?

Los cúmulos globulares y galaxias satélite (discutidas anteriormente en Astrobitos) que orbitan la Vía Láctea, a medida que avanzan en su órbita, van siendo destruidos por las fuerzas de marea. Como resultado, las estrellas que están en la periferia del cúmulo globular o galaxia satélite son arrancadas constantemente, dejando así el rastro de la órbita del cúmulo globular o galaxia satélite. Existen entonces dos variedades de corrientes de marea estelar dependiendo de su progenitor: las dejadas por galaxias satélites y las dejadas por los cúmulos globulares. Las primeras suelen ser más anchas, más largas y más brillantes que las dejadas por los cúmulos globulares.

A medida que el cúmulo globular o la galaxia satélite orbita alrededor de la Vía Láctea, su órbita va decayendo (debido a que va perdiendo momento angular) hasta que finalmente se fusiona con la Vía Láctea. Sin embargo, el rastro de su órbita queda revelado por las estrellas que fueron arrancadas y que ahora forman la corriente de marea estelar. Así es cómo la Vía Láctea y las demás galaxias se ‘alimentan’ y crecen a medida que pasa el tiempo. Por supuesto, esto no sólo pasa en la Vía Láctea sino en todas las galaxias. Por ejemplo, en la figura 1 vemos una imagen de larga exposición de la galaxia NGC5907, rodeada de una corriente de marea estelar dejada por una galaxia satélite que ya se fusionó con NGC 5907. En muchos otros casos, como ya veremos, el cúmulo globular o la galaxia satélite aún es visible.

Una corriente de marea estelar envuelve la galaxia de disco NGC 5907. Esta fue dejada por una galaxia satélite que ya fue destruida y fusionada con NGC 5907 y por lo tanto esta no aparece en la imagen. Crédito de la imagen: R Jay Gabany (Blackbird Observatory), tomada de  APOD.

¿Qué se puede aprender de ellas?

Las corrientes de marea estelares no son sólo evidencia directa de cómo las galaxias crecen a medida que van atrayendo, destruyendo e ingiriendo galaxias más pequeñas; también son útiles para determinar la masa de las galaxias que son orbitadas. Adicionalmente, es posible determinar la forma del halo de materia oscura que rodea la Via Láctea con el fin de poder entender algo más sobre la misteriosa materia oscura.  Todo esto se debe a que las corrientes de marea estelares revelan la órbita de su progenitor y usando las leyes de Newton es posible encontrar la masa que la galaxia central debe tener para producir dicha órbita. Por supuesto, la precisión de esta medida depende de las posiciones de las estrellas un vez entran en la corriente de marea estelar y sus velocidades son conocidas. Como se podrán imaginar, el mejor lugar para realizar estas medidas es en las corrientes estelares de la Vía Lactea.

¿Cómo descubrirlas?

Credito de la imgen: V. Belokurov y SDSS tomado de: http://www.sdss3.org/science/gallery_fos_dr6_marked.php

Figura 2: Mapa de las corrientes de marea hecho por el SDSS en 2006. “Field of Streams” Credito de la imgen: V. Belokurov y SDSS tomado de: http://www.sdss3.org/science/gallery_fos_dr6_marked.php

El primer paso es detectar las corrientes de marea, tarea que no es fácil porque su brillo superficial es bajo. Además, dichas corrientes estelares abarcan grandes porciones del cielo por lo que un gran campo de visión es necesario para detectarlas.  Esta última condición descarta a los grandes telescopios, ya que poseen demasiada magnificación; por ende, no son adecuados para este propósito. Sin embargo, los telescopios más pequeños que observan el cielo de manera uniforme son los ideales. Es por esto que el telescopio SDSS (Sloan Digital Sky Survey) fue el primero en descubrir desde el 2001 muchas de estas corrientes de marea estelares y otras estructuras de bajo brillo superficial de la Via Láctea.  En la figura 2 se muestra un mapa de una parte del cielo del norte observado por SDSS . En el mapa se ven las corrientes de marea estelares de la Via Láctea: Palomar 5, Sagittarius, Orphan (queda como tarea para el lector asignar el tipo de progenitor de cada una de estas tres corrientes de marea estelares, Cúmulos Globulares o Galaxias Satélite).  Sin lugar a duda, cada una de las casi 30 corrientes de mareas estelares, principalmente descubiertas con SDSS, han permitido medir diferentes valores de la masa de la Via Láctea y también han aportado valiosas pistas sobre la formación de nuestra galaxia anfitriona. Sin embargo, la sensibilidad de SDSS es limitada, por lo tanto ciertas  corrientes estelares lejanas o mas tenues son indetectables. Además, SDSS solo tiene la capacidad de proveer información de una porción del cielo.

Es aquí donde entra la nueva generación de sondeos del cielo, el Dark Energy Survey (DES por sus siglas en inglés, del cuál astrobitos anteriores han hablado) es un sondeo del cielo del sur llevado acabo por el telescopio Blanco de 4 metros de diámetro y que esta ubicado en Cerro Tololo, en Chile. DES puede observar objetos más tenues y por lo tanto es ideal para detectar corrientes de marea estelares. En el artículo reporta el descubrimiento de 11 corrientes de marea estelares nuevas, con las cuales serían aproximadamente 40 las corrientes de marea estelares conocidas hasta el moment0 alrededor de la Vía Láctea.  Las 11 nuevas corrientes de marea estelar son más tenues que las conocidas previamente y la distancia a la que están es mayor. A pesar de que la calidad de los datos es buena, difícil identificar qué estrellas pertenecen a las corrientes y cuales no. El novedoso el método aplicado para realizar estas detecciones, incluye un proceso de extracción, donde los autores tienen que quitar estrellas ya conocidas para poder detectar las corrientes. Esto también nos muestra lo valioso que es aprender a minar datos en la astronomía. Y sin más preámbulos, en la figura 3 vemos una animación de las imágenes procesadas por los autores. La animación muestra la región en el cielo donde se descubrieron las corrientes de marea estelares. En la animación del panel superior, se muestran las nuevas corrientes de marea estelar después de haber extirpado las estrellas asociadas con otras estructuras. La animación del panel inferior, muestra cómo el fondo fue promediado para poder restarlo de las imágenes originales y así ver las corrientes de marea estelar claramente, tal como lo muestra la figura 2.

 

Figura 3: Corrientes de marea estelares  descubiertas por DES. Para ver la animación haz click aqui. Crédito de la imagen: https://home.fnal.gov/~kadrlica/movies/residual_bkg_v17p2.gif

Esperamos aprender más acerca de cómo se formó la Vía Láctea y de su halo materia oscura con estas nuevas corrientes de marea estelares.

Comentarios

Aún no hay comentarios.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.