La galaxia de Andrómeda, también conocida como M31, es nuestro vecino mas grande. Esta, en términos astronómicos, muy cerca "sólo" 2,2 millones de años luz. Esto da a los astrónomos la oportunidad única de estudiar una galaxia, que no sea la nuestra (Vía Láctea), con gran detalle.
Recientemente, el Observatorio Espacial infrarrojo Herschel, ha tomado una serie de imágenes estupendas y de alta resolución de M31. "Es la primera vez que podemos observar M31, en estas longitudes de onda, con una resolución tan alta", dice el Dr. Jacopo Fritz, quien trabaja en el Centro de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM Campus Morelia. Él es el investigador principal del equipo de HELGA (Herschel Exploitation of the Local Galaxy Andromeda) que observó M31. De hecho, cuando se observa un objeto, el nivel de detalle que se puede distinguir depende fundamentalmente de la longitud de onda a la que estamos observando (infrarrojo, en este caso) y del diámetro del espejo del telescopio. Hasta ahora todos los telescopios de infrarrojos tenían espejos relativamente pequeños, y por eso la resolución de las observaciones resultaba ser tan limitada. Herschel, con sus espejos de 3.5 metros, es el telescopio enviado al espacio mas grande hasta ahora. Se llevaron a cabo sus observaciones a una distancia de 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. Esto, añade Jacopo Fritz, permite que el telescopio esté muy frío, a unos -190 grados Celsius, un requisito fundamental para operar en longitudes de onda infrarrojas.
Junto con las imágenes tomadas en diferentes longitudes de onda -ultravioleta, visible, infrarrojo cercano y radio- estos nuevos datos permitieron a los miembros del equipo de HELGA construir una imagen completa de los componentes que constituyen una galaxia: estrellas, gas y polvo. Esta recopilación de datos abarca una gran parte del espectro electromagnético, permite a los astrónomos estudiar donde se encuentran estos diferentes componentes y cómo interactúan entre ellos. Ahora con estas imágenes tan detalladas, los astrónomos podrán estudiar el porqué, en la mayoría de las galaxias que observamos, nos encontramos unas relaciones bien definidas entre sus propiedades como la masa de sus estrellas y el número de estrellas recién formadas, o el contenido de gas y polvo. "La calidad y la sensibilidad de los datos de Herschel es tan buena que hemos sido capaces de estudiar las propiedades de las distintas regiones de Andrómeda tan pequeños como unos 400 años luz", dice Sébastien Viaene, estudiante de doctorado en la Universidad de Gante, en Bélgica. Junto con los investigadores en la colaboración HELGA, analizó la luz proveniente de 20.000 de esas regiones "pequeñas". "Al estudiar la luz emitida por estas regiones en muchas longitudes de onda, encontramos algo totalmente contrario a lo que nos esperábamos", continúa Sébastien. "Los astrónomos creen que el polvo que impregna el espacio entre las estrellas en las galaxias, es predominantemente calentado por estrellas masivas muy jóvenes. Estas son muy luminosas y emiten una gran cantidad de radiación ultravioleta, que es muy eficiente para calentar el polvo. Por lo tanto, la emisión de polvo se utiliza con frecuencia para calcular la cantidad de nuevas estrellas que se están produciendo en una galaxia. En cambio, en el centro de M31, donde la temperatura del polvo alcanza su máximo, resulta de nuestras investigaciones que el polvo se calienta predominantemente por las estrellas más viejas ".
Este descubrimiento no sólo alerta a los astrónomos sobre el papel de estrellas viejas, que es muchas veces descuidado, en la interacción con el medio interestelar, sino que también les ayuda a obtener más informaciones sobre lo que está pasando dentro de una galaxia. El asunto de como galaxias como Andrómeda y la Vía Láctea se forman y evolucionan es una de las cuestiones pendientes en la astronomía. Una forma de obtener conocimientos en esta materia es mediante el estudio de la relación entre las propiedades estructurales y físicas de las galaxias. Por ejemplo, la velocidad a la cual se forman nuevas estrellas es inversamente proporcional a la masa de estrellas en la galaxia. Del mismo modo, el contenido de polvo es inversamente proporcional a la masa estelar. "Estas correlaciones", comenta el Prof. Maarten Baes, miembro del equipo de HELGA en la Universidad de Gante, "son lo que los astrónomos llaman relaciones de escala'". Porqué las galaxias están siguiendo estas relaciones es un asunto abierto, pero con este estudio se encontró que su origen tiene carácter local. Es decir, las regiones individuales de Andrómeda que hemos analizado, se comportan, con respecto a estas relaciones, como si fueran pequeñas galaxias por su cuenta".
Estos resultados fueron publicados recientemente en la revista Astronomy & Astrophysics, y las imágenes del estudio fueron elegidas para el forro de la edición mas reciente de la revista. Además, fueron utilizadas en el programa 'Stargazing' en el canal nacional de la BBC: https://www.youtube.com/watch?v=wXvJ6FmYA0Y&spfreload=10 (en ingles).
The Herschel Exploitation of Local Galaxy Andromeda (HELGA). IV. Dust scaling relations at sub-kpc resolution
Viaene S, Fritz J, Baes M, Bendo GJ, Blommaert JADL, Boquien M, Boselli A, Ciesla L, Cortese L, De Looze I, Gear WK, Gentile G, Hughes TM, Jarrett T, Karczewski OŁ, Smith MWL, Spinoglio L, Tamm A, Tempel E, Thilker D, Verstappen J
Astronomy & Astrophysics, Volume 567, A71
Jacopo Fritz