NGC 3359: Estructura, Química y Movimiento 693h52

Bienvenidos a Bajo las Estrellas, un podcast donde exploramos y compartimos la experiencia de observar el cielo nocturno.

Hoy nos vamos a sumergir en un aspecto fascinante de las galaxias, cómo se distribuye la materia que las compone, específicamente los elementos más pesados, y qué nos dice eso sobre sus vidas.

Para este viaje cósmico, nos centraremos en una galaxia espiral barrada, conocida como NGC 3359.

Ustedes nos compartieron investigaciones muy interesantes para este encuentro, incluyendo un artículo de Astronomical Journal, de Zahid Ibresolín de 2011, y otro de los Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, de 2009, por Patis y colegas.

Estos estudios observan NGC 3359 desde ángulos distintos.

Uno se enfoca en su composición química, y el otro en el movimiento de sus estrellas y gas.

Nuestra misión hoy es entender qué nos revelan estas fuentes sobre el funcionamiento interno de NGC 3359, particularmente cómo la presencia de su forma de barra podría estar afectando la distribución de elementos en su interior.

Prepárense para algunas conexiones sorprendentes.

Ok, vamos a desgrosar esta idea de los metales pesados en las galaxias.

Cuando hablamos de metales en astronomía, no nos referimos a lo mismo que a la vida cotidiana, como el hierro de una viga.

Aquí un metal es cualquier elemento más pesado que el hidrógeno y el helio.

Estos elementos se forjan en el corazón de las estrellas a través de la fusión nuclear.

Cuando las estrellas llegan al final de sus vidas y mueren, dispensan estos elementos enriquecidos en el medio interestelar, que es el material que se encuentra entre las estrellas.

Al estudiar la cantidad de estos elementos, especialmente oxígeno, en diferentes zonas de una galaxia, podemos reconstruir su historia de formación estelar, ya que cada generación de estrellas contribuye a esta metallicidad del gas.

Y aquí es donde se pone realmente interesante.

Para entender la vida de las galaxias, para muchas galaxias espirales los astrónomos han observado un patrón bastante consistente, lo que llamamos un gradiente negativo.

Esto significa que la concentración de oxígeno, y por lo tanto de estos metales astronómicos, es mayor en el centro de la galaxia y disminuye gradualmente a medida que nos alejamos hacia los bordes.

Esto tiene una lógica intuitiva, ¿verdad? Sí, claro.

El centro de la galaxia tiende a ser una región donde ha habido una mayor actividad de formación estelar a lo largo del tiempo, lo que lleva a una mayor acumulación de estos elementos pesados.

Exacto.

Las galaxias espirales barradas, como NXZRF59, a menudo presentan un patrón diferente, un gradiente más plano, e incluso, como veremos, una especie de ruptura en esta tendencia general.

Lo que es fascinante aquí es que ya en 1995, Martin y Roy dirigieron su mirada hacia el NGC 13359 y encontraron indicios de esta discontinuidad en la distribución del oxígeno, cerca de lo que se conoce como el radio efectivo de la galaxia.

El radio efectivo es una forma de medir el tamaño típico de una galaxia.

Es el radio dentro del cual se emite la mitad de su luz total.

Dentro de este radio, que para NGC 13359 es de aproximadamente 4.7 kiloparsecs, un kiloparsec equivale a unos 360 años luz, así que estamos hablando de distancias enormes.

Martin y Roy observaron que la cantidad de oxígeno disminuía, de forma bastante pronunciada con la distancia, pero curiosamente, más allá de este radio, la abundancia de oxígeno se mantenía relativamente constante, aplanándose significativamente.

Su interpretación fue que la presencia de esta barra central tan prominente en NGC 13359 estaba actuando como una batidora cósmica, agitando y mezclando el gas dentro de la galaxia.

Exacto, y esto nos lleva al artículo de 2011, de Said y Bresolin.

Si Martin y Roy sentaron las bases con este intrigante hallazgo, Said y Bresolin decidieron revisitar NGC 13359 con ojos frescos y utilizando datos más modernos y precisos, obtenidos con el telescopio Subaru.

Incluso se tomaron el trabajo de reanalizar los datos originales de Martin y Roy, aplicando correcciones y técnicas de análisis más avanzadas, y ¿a qué conclusión llegaron? Pues bien con un alto nivel de confianza.

Su análisis demostró que un modelo que incorpora esta ruptura en el gradiente de oxígeno se ajustaba mucho mejor a sus observaciones, que un modelo con una disminución suave y continua.

Esto refuerza considerablemente la idea de que la barra central de la galaxia realmente está desempeñando un papel activo en la reconfiguración de su composición química.

Si conectamos esto a una visión más amplia, ¿de cómo evolucionan las galaxias? Una pregunta clave que surge es, ¿cómo es que una barra puede causar esta discontinuidad en la distribución de elementos? Las simulaciones por computadora sugieren que las barras galácticas actúan como motores que impulsan flujos de gas, a gran escala, dentro de la galaxia, dentro de una región particular llamada radio de corrotación.

El gas puede ser canalizado hacia el centro de la galaxia.

Este flujo de gas hacia el centro puede desencadenar episodios de formación estelar más intensos en la región central, lo que a su vez aumentaría la abundancia de elementos pesados allí, fuera de este radio de corrotación.

La influencia de la barra puede manifestarse de manera diferente, induciendo una mayor mezcla del gas en las regiones exteriores de la galaxia.

Esta mezcla tendería a homogenizar la composición química, aplanando el gradiente de abundancia que normalmente observaríamos, por lo tanto, esta ruptura que vemos podría ser una huella directa del alcance y la influencia dinámica de la barra.

Y es muy interesante que Sajib y Besoli notaran que la ubicación de esa ruptura que identificaron en la huella de la barra.