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1981: Barbara Williams fue la primera mujer negra en obtener un doctorado…

…. Y cuando las observaciones eran aún con placas fotográficas.

Barbara Williams.
Crédito: Scott Williams

El Astrobitos de hoy analiza el trabajo de Barbara A. Williams, la primera mujer afroamericana en obtener un doctorado en astronomía.

Barbara A. Williams comenzó sus estudios en la Universidad de Carolina del Norte. Luego se mudó a la Universidad de Maryland para obtener su maestría en Radio Astronomía, antes de completar su doctorado allí en 1981 como la primera mujer afroamericana en obtener un doctorado en astronomía. Después de su doctorado, Williams se mudó al Observatorio Nacional de Radioastronomía en Charlottesville, VA, donde continuó su enfoque en las observaciones de radio de grupos compactos de galaxias.

El artículo de hoy.

Título: MKW 10: A Group of Galaxies with a Compact Core
Autor: Barbara A. Williams
Institución del priner autor (En el tiempo de la publicación): Observatorio Nacional de Radio Astronomía, Charlottesville, VA

Estado: Publicado en Astrophysical Journal (Acceso Abierto)

Astrobites original: 1981: Barbara Williams becomes the first Black woman to get a PhD… por Jessica May Hislop


El astrobito de hoy se enfoca en un artículo de un solo autor escrito por Williams en 1984. La mayor parte de la investigación de Williams se centra en grupos compactos de galaxias. El artículo de hoy analiza el grupo de galaxias MKW10, que se muestra en la Figura 1.

El cúmulo MKW10

Figura 1: Placa fotográfica negativa que muestra a MKW10 (objetos 2-10), así como el grupo compacto central (3-7). Las etiquetas 1-13 representan U6617, U6647, N3817, N3820, N3819, N3822, N3825, N3833, Zw68-044, Zw68-046, Zw68-042, U6700 e IC727, respectivamente. (Crédito: figura 1 del artículo original)

MKW10 es una pequeña colección, o grupo de galaxias “pobres” (con grupos “ricos” definidos que contienen más de mil galaxias). Originalmente identificado en un estudio anterior en 1975, el sistema contiene 9 galaxias brillantes (etiquetadas 2-10), con 5 miembros brillantes (etiquetados 3-7) concentrados hacia el centro formando un subsistema conocido como un “grupo compacto” de galaxias. Muchos de estos grupos compactos han sido identificados y fueron catalogados por primera vez por Paul Hickson en 1982, dando lugar al nombre Grupos compactos de Hickson, el cual se han seguido estudiando en detalle, incluso en este astrobites.

Las observaciones

Las observaciones de radio se realizaron usando el telescopio de Arecibo de 305 m durante Junio del 1982 y Octubre de 1983. El observatorio de Arecibo localizado en Puerto Rico y terminado en 1963, fue el telescopio más grande del mundo de una sola apertura hasta el 2016. Algunos lectores con ojos de águila también pueden reconocerlo en la película Contacto (¡una de mis favoritas de todos los tiempos!), así como en GoldenEye de James Bond.

Figura 2: Vista en avión del Observatorio de Arecibo. Crédito: NAIC

Se detectaron ocho miembros espirales en la línea de 21 cm de hidrógeno neutro (HI), así como observaciones de galaxias rodeando al grupo para construir (por primera vez) una muestra completa de desplazamiento al rojo de todas las galaxias espirales dentro de esta región de 10.2 grados cuadrados. La línea de 21 cm, también conocida como línea HI, se encuentra dentro de las longitudes de onda de radio y corresponde a una línea de emisión de hidrógeno neutro. Cuando un átomo de hidrógeno pasa del estado excitado al estado fundamental, se emite un fotón a una longitud de onda de 21 cm. Esta línea es muy útil para determinar la velocidad de la fuente debido a los cambios de desplazamieneto Doppler en esta línea. Wilson descubre que las galaxias espirales en el grupo compacto muestran fuertes signos de interacción de marea debido a las formas extrañas de sus perfiles HI. Esto proporciona evidencia del hecho de que el grupo compacto es realmente compacto, en lugar de ser simplemente un efecto de observación.

Figura 3: Imágenes ópticas de algunas de las galaxias miembros: (arriba a la izquierda) UGC 6647, (arriba a la derecha) de oeste a este – NGC 3817, NGC 3822 y NGC 3825, (abajo a la izquierda) de norte a sur – NGC 3820 y NGC 3819, (abajo a la derecha) NGC3833. Todas las imágenes fueron tomadas de una placa CTIO 4m. (Crédito: figura 2 del artículo original)

Williams observa las relaciones masa-luminosidad de las galaxias, es decir, la masa medida dentro de la galaxia como una relación de la luz emitida por las estrellas. La relación masa luminosidad brindan información sobre los tipos y edades de las estrellas de una galaxia. Las galaxias espirales tienen un gran porcentaje de estrellas jóvenes y, por lo tanto, tienen relaciones de masa-luminosidad relativamente altas, mientras que las galaxias elípticas con estrellas en su mayoría más viejas tienen valores más bajos. Al estudiar todas las galaxias circundantes, así como el grupo compacto, Wilson puede construir una imagen del entorno a mayor escala que puede estar afectando la evolución de las galaxias. Usando estas relaciones de masa-luminosidad junto con el tipo morfológico de las galaxias, ella encuentra que la fracción de galaxias espirales de tipo temprano (Sc) es mayor en el grupo compacto que en el resto del grupo, lo que indica que estas galaxias han sido más perturbadas de alguna manera ya que la rotación de las estrellas no está tan ordenadas como las galaxias espirales de tipo tardío. La escala de tiempo de fricción dinámica también se calcula que es corta, lo que significa que estas galaxias están interactuando entre sí. A partir de esto, además de la densidad de las galaxias, se calcula que la tasa de colisión de las galaxias es alta en este grupo, una tasa de 22 por galaxia por tiempo de Hubble (~ 14 mil millones de años). Por esta razón, Wilson considera que es poco probable que el grupo compacto haya sido compacto durante mucho tiempo. Es probable que este grupo compacto sea una configuración ligada de galaxias que se unirá en alrededor de mil millones de años.

Avanzando en estos hallazgos

Figura 4: Imagen del SDSS DR9 (lanzada en 2012) de Hickson Group 58, el grupo compacto en el centro de MKW10. Las etiquetas muestran los nombres de NGC junto con las letras del grupo Hickson. Crédito: Donald Pelletier.

El grupo central compacto en el centro de MKW10, conocido como el grupo compacto Hickson 58 estudiado en este artículo por Williams, continúa siendo estudiado hasta el día de hoy, como se muestra en la Figura 4 en una observación más reciente realizada por el SDSS. Si observas los paneles de la Figura 3, notarás que el panel superior derecho corresponde a las tres galaxias inferiores en la Figura 4 (NGC3852, NGC3848 y NGC 3817) y el panel inferior izquierdo de la Figura 3 corresponde a la parte superior dos galaxias de la Figura 4 (NGC 3819 y NGC3820). ¡La diferencia en la resolución es asombrosa y hace que los hallazgos de los estudios originales de los años 80 sean aún más impresionantes!

La formación y la mera existencia de estos grupos sigue siendo un misterio, ya que se prevé que las vidas de estos grupos sean bastante cortas, lo que significa que la observación de estos grupos debería ser rara. Sin embargo, cientos de estos grupos se han observado hasta ahora en el Universo local. Un resultado significativo que Williams encontró con este estudio, que ha demostrado ser cierto para todos los grupos compactos similares, fue que la abundancia de HI observada fue menor de lo esperado. Una sugerencia probable para esto es que a medida que estas galaxias están interactuando, su gas está siendo eliminado por efectos de marea, pero la respuesta aún está fuera y la investigación aún está en curso. Estas observaciones, así como las técnicas de observación iniciadas por Williams, sembraron el camino para una futura comprensión más profunda del efecto del medio ambiente en la evolución de las galaxias.

La carrera de Williams

Después de su tiempo en el Observatorio Nacional de Radioastronomía, regresó a la Universidad de Carolina del Norte como investigadora asociada, donde había completado sus estudios universitarios, antes de pasar al Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Delaware como profesora asociada, donde ella también sirvió como presidente asociado interino. Junto con muchos otros premios, Williams fue nombrada la Mujer Joven Sobresaliente de América en 1986. Además de su importante contribución al campo de las observaciones de radio de grupos de galaxias, Williams más tarde estudió investigación educativa, centrándose en métodos para prevenir a las mujeres de dejar la academia.

Williams sembró el camino para que las mujeres afroamericanas siguieran sus pasos. Por lo que se puede ver en la información en línea, Williams ahora está retirada. Donde quiera que esté Barbara, espero que esté disfrutando de su jubilación y que contando su historia se continué inspirando a las generaciones futuras.

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