La serpiente en las nubes: Una nueva galaxia enana entre el puente de las nubes de Magallanes

• Titulo: Snake in the Clouds: A new nearby dwarf galaxy in the Magellanic bridge.
• Autores: Sergey Koposov, Matthew G. Walker, Vasily Belokurov, Andrew R. Casey, Alex Geringer-Sameth, Dougal Mackey, Gary Da Costa, Denis Erkal, Prashin Jethwa , Mario Mateo, Edward W. Olszewski and John I. Bailey III
• Institución del primer autor: McWilliams Center for Cosmology, Carnegie Mellon University, Institute of Astronomy, University of Cambridge.
• Estado: Sometido a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

¡Siempre es emocionante encontrar galaxias enanas! Y aún más cuando estas son ultra-débiles (las más tenues y pequeñas del Universo). La razón es que son las más abundantes que hay en el Universo y por lo tanto para entender cómo las galaxias se forman y evolucionan hay que estudiar las galaxias enanas. Por ser tan pequeñas estas galaxias son más susceptibles a todos los efectos que ocurren en las galaxias. Por ejemplo: 1) cambios en su forma debido a la interacción gravitacional con otras galaxias (fuerzas de marea). 2) Son mas susceptibles a cambios en el medio ambiente que las galaxias más masivas (te recomiendo este astrobito: Es una vida difícil para una galaxia pequeña). 3) Al ser las galaxias más dominadas por materia oscura son las mejores candidatas para encontrar señales de aniquilación de materia oscura, asumiendo que la materia oscura puede auto aniquilarse (puedes leer este otro astrobito si quieres saber mas sobre materia oscura: materia oscura en las cercanías de un agujero negro supermasivo). 4) Finalmente tener un censo de todas las galaxias satélites de la Vía Láctea  es vital para poder comparar con las predicciones de diferentes modelos de materia oscura (puedes ver este astrobito: Contanto las galaxias enanas de la via lactea ).

Genial, entonces a estudiar galaxias enanas. No todo es fácil, la dificultad de estudiar estas galaxias es que son las más difíciles de encontrar por que son las más tenues. Por lo tanto, se ha puesto mucho esfuerzo en los últimos años para encontrar estas galaxias (SDSS, DES). ¡El articulo de hoy nos deleita con un gran descubrimiento! Una galaxia enana ultra-débil entre las nubes de Magallanes, que los autores nombraron Hydra I, debido a que esta en la constelación de Hydra. Y aunque la región de las nubes de Magallanes ha sido observada varias veces es solo hasta ahora que se descubre Hydra I.

Para llegar a este descubrimiento los autores usaron datos usando la cámara (DECam) puesta en el telescopio Blanco de 4-m de diámetro ubicado en Cerro Tololo en  Chile. Esta cámara fue especialmente diseñada para realizar el sondeo de Energia Oscura (Dark Energy Survey), de aquí su nombre DECam (Dark Energy Camera).  La Figura 1 muestra la densidad de estrellas viejas que están saliendo de la secuencia principal MSTO, por sus siglas en inglés (Si quieres saber mas sobre poblaciones estelares te recomiendo este astrobito : La aparrente distribución de edades en cúmulos estelares y el papel de la rotación estelar), a primera vista resalta una sobre-densidad entre la nube grande de Magallanes y la nube pequeña, y ¡sí! es ese pequeño punto dentro del círculo rojo es Hydra I.

‘Densidad de estrellas en la región de la nubes de Magallanes. La nueva galaxia enana ultra-débil (Hydra I) esta señalada en circulo rojo.Ahora bien, ¿cómo saber si ese cúmulo de estrellas tan pequeño es en realidad una galaxia y no un cúmulo globular?  Un objeto para ser clasificado como galaxia tiene que tener materia oscura  para ser galaxia, mientras que un cúmulo globular no tiene materia oscura. Esto es equivalente a decir que la razón entre la masa total de la galaxia y su luminosidad es alta. ¿Y cómo se mide la masa de una galaxia enana? La idea es medir la velocidad de las estrellas dentro de la galaxia, y asumiendo que la galaxia esta en equilibrio dinámico se puede aplicar el teorema del virial para encontrar la masa a partir de las velocidades. Por lo que se necesitan medir las velocidades de las estrellas en Hydra I, pero si es muy tenue, ¿cómo se pueden medir las velocidades de estas estrellas? Para esto se tienen que tomar espectros de las estrellas en Hydra I y con las lineas espectrales se pueden derivar las velocidades radiales de las estrellas. Esto se hizo con el telescopio Magellan Clay de 6.5 metros de diámetro, en total se midieron los espectro de 235 estrellas.

Relación entre luminosidad absoluta Mv y la razón masa-luminosidad M/L para las galaxias satélites de la Vía Láctea y Andromeda (M31). Hidra I se encuentra por debajo de esta relación.

En Hydra I la razón masa-luminosidad (ϒ) es de ϒ= 66, esto quiere decir que Hydra I tiene masa adicional a la estelar ¡osea que tiene materia oscura! En la Figura 3 podemos observar una comparación entre las razón masa-luminosidad en función de la magnitud absoluta para todas las galaxias enanas de la Via Láctea y de Andromeda (M31).  El valor de γ para Hydra I está por debajo de todas las galaxias enanas que tienen su misma magnitud absoluta, lo que quiere decir que no tiene tanta materia oscura como otras galaxias enanas! Este resultado interesante sugiere según los autores se puede deber a que la galaxia ha perdido materia oscura debido a las fuerzas de marea producidas por las nubes de Magallanes y la Vía Láctea o que la rotación de la galaxia pudo haber afectado la medición de la masa total de Hydra I!

Finalmente los autores estudian la probabilidad de que Hydra I sea una galaxia enana satélite de las nubes de Magallanes.  Por su cercanía a las nubes de Magallanes puede ser muy probable que  Hydra I haya sido arrancada de las nubes de Magallanes por la Vía Láctea. Si este es el caso el vector de velocidad de Hydra I debe ser similar al de las estrellas que han sido arrancadas de las nubes de Magallanes. Los autores concluyen que usando solo la velocidad en la linea de visión es probable que Hydra I haya sido parte de la Nube de Magallanes, pero para confirmar esto las velocidades tangenciales deben ser tenidas en cuentas, y esto ya es posible debido a los datos arrojados por GAIA el 25 de Abril. Así que muy seguramente dentro de pronto podremos saber con mas seguridad el origen de Hydra I.