Combinando datos del DESI Legacy Imaging Survey y el Gemini South Telescope, los astrónomos han descubierto tres galaxias enanas ultra débiles que residen en una región del espacio aislada de la influencia ambiental de objetos más grandes. Sólo se encontraron estrellas muy viejas en galaxias cercanas a NGC 300, lo que respalda la teoría de que los primeros acontecimientos en el Universo atrofiaron la formación de estrellas en las galaxias más jóvenes.
Las galaxias enanas muy débiles son el tipo de galaxia más débil del Universo. Estas pequeñas estructuras difusas, que normalmente contienen sólo entre unos pocos cientos y miles de estrellas (en comparación con los cientos de miles de millones que componen la Vía Láctea), suelen estar ocultas de forma invisible entre los muchos habitantes más brillantes del cielo. Debido a esto, los astrónomos han tenido la suerte de encontrarlos antes alrededor de nuestra Vía Láctea.
Pero esto presenta un problema para su comprensión; La atracción gravitacional de la Vía Láctea y la corona caliente pueden robar gas a las galaxias enanas e interferir con su evolución natural. Además, más allá de la Vía Láctea, las galaxias enanas ultraoscuras se vuelven cada vez más difusas e intratables para que las detecten los astrónomos y los algoritmos informáticos tradicionales.
Por eso fue necesaria una búsqueda manual y visual por parte del astrónomo David Sand de la Universidad de Arizona para descubrir la galaxia espiral NGC 300 y tres galaxias enanas débiles y ultra débiles en dirección a la constelación del Escultor. “Fue durante la epidemia”. Recuerda Bali. “Estaba viendo televisión y navegando Visor de encuestas heredado DESICentrándome en áreas del cielo que sabía que no habían sido exploradas antes. Fueron necesarias unas horas de búsqueda informal y luego ¡BOOM! Simplemente salen.”
Las imágenes reveladas por Sand fueron tomadas para DECam Legacy Survey (DECaLS), uno de los tres estudios públicos conocidos como DESI Legacy Imaging Survey (1), que en conjunto tomó imágenes de 14.000 grados cuadrados del cielo para proporcionar objetivos para el estudio espectroscópico de energía oscura en curso. . Encuesta Instrumental (DESI). Las DECal se realizaron utilizando la cámara de energía oscura (DECam) de 570 megapíxeles fabricada por el Departamento de Energía y montada en el telescopio de 4 metros Víctor M. Blanco de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF) en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO) en Chile. . , un programa de NSF NOIRLab.
Las galaxias escultoras, como se señala en el artículo, se encuentran entre las primeras galaxias enanas ultraoscuras que se encuentran en un entorno prístino y aislado, libre de la influencia de la Vía Láctea u otras estructuras grandes. Para investigar más a fondo las galaxias, Sand y su equipo utilizaron el Telescopio Gemini Sur, la mitad del Observatorio Internacional Gemini, financiado en parte por NSF y operado por NSF NOIRLab. Los resultados de su estudio se presentan en un artículo. Cartas de revistas astrofísicasasí como una conferencia de prensa en la reunión AAS 245 en National Harbor, Maryland.
El espectrógrafo multiobjeto Gemini (GMOS) en Gemini Sur capturó las tres galaxias con gran detalle. El análisis de los datos mostró que parecen estar libres de gas y contienen sólo estrellas muy viejas, lo que sugiere que su formación estelar se detuvo hace mucho tiempo. Esto refuerza las teorías existentes de que las galaxias enanas ultradifíciles son “pueblos fantasmas” de estrellas donde cesó la formación estelar en el universo primitivo.
Esto es exactamente lo que los astrónomos esperarían de un objeto tan pequeño. El gas es la materia prima crítica necesaria para fusionar y alimentar la composición de una nueva estrella. Pero las galaxias enanas ultra débiles tienen muy poca gravedad para retener este material tan importante, y éste se pierde fácilmente cuando es impactado por el universo dinámico del que forman parte.
Pero las galaxias Sculptor están lejos de cualquier galaxia más grande, lo que significa que sus vecinos gigantes gaseosos no pudieron eliminarlas. Una explicación alternativa es un evento llamado época de reionización, no mucho después del Big Bang, cuando fotones ultravioleta de alta energía llenaron el universo, potencialmente hirviendo el gas de las galaxias más pequeñas. Otra posibilidad es que algunas de las primeras estrellas de las galaxias enanas sufrieran poderosas explosiones de supernova, expulsando material a velocidades de hasta 35 millones de kilómetros por hora (aproximadamente 20 millones de millas por hora) y expulsando gas de sus propios anfitriones.
Si la regeneración es la responsable, estas galaxias abrirán una ventana para estudiar el universo primitivo. “No sabemos qué tan fuerte o uniforme es este efecto regenerativo”. Sand explicó. “Podría ser que la reionización sea compleja y no ocurra en todas partes al mismo tiempo. Encontramos tres de estas galaxias, pero eso no es suficiente. Sería mejor si tuviéramos cientos. Si supiéramos qué fracción se ve afectada por la reionización, eso sería aproximadamente nuestro universo primitivo.” Di algo que de otro modo sería muy difícil de encontrar.”
“La era de la reionización vincula potencialmente la estructura actual de todas las galaxias con su formación más temprana a escala cósmica”, dijo Martin Steele, director del programa NSF del Observatorio Internacional Gemini. “El DESI Legacy Survey y las detalladas observaciones de seguimiento de Gemini permiten a los científicos realizar arqueología forense para comprender la naturaleza del universo y cómo evolucionó hasta su estado actual”.
Para acelerar la búsqueda de más galaxias enanas ultradébiles, Sand y su equipo están utilizando Galaxy Sculptor para entrenar un sistema de inteligencia artificial para identificar más. La esperanza es que esta herramienta pueda automatizar y acelerar los descubrimientos, ofreciendo un conjunto de datos mucho más amplio a partir del cual los astrónomos puedan tomar decisiones más sólidas.
Nota
(1) Los datos de DESI Legacy Imaging Survey se entregan a la comunidad astronómica a través del Astro Data Lab en el Community Science and Data Center (CSDC) de NSF NOIRLab.