Hubble nos revela un anillo galáctico ultravioleta.

NGC 6782Crédito: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) Reconocimiento: R. Windhorst (ASU)

La apariencia de una galaxia puede depender totalmente del color de la luz con que es observada. Esta fotografía de NGC 6782 que se encuentra en el archivo de Hubble Heritage ilustra un marcado ejemplo de este efecto. La galaxia espiral, cuando se la mira en la luz visible, exhibe unos brazos espirales apretadamente arrollados que le dan un aspecto de molinete muy similar al de otras galaxias espirales. Sin embargo, cuando se la observa en la luz ultravioleta con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, su forma es sorprendentemente diferente.

La luz ultravioleta es de una longitud de onda más corta que la de la luz visible, y es emitida por estrellas que son mucho más calientes que el Sol. En las longitudes de onda del ultravioleta, que en esta imagen se muestran de color azul, NGC 6782 muestra un espectacular y brillante anillo casi circular que rodea su núcleo. Este anillo marca la presencia de muchas estrellas calientes recientemente formadas.

Dos brazos espirales tenues y polvorientos emergen del borde exterior del anillo azul y se ven en silueta contra la luz dorada de estrellas más viejas y débiles. Varias estrellas azules diseminadas en forma de dos brazos espirales débiles en el borde exterior de la galaxia muestran que allí también está ocurriendo algo de formación estelar.

Telescopio Espacial Hubble. Crédito: NASA / ESA

El anillo interior rodea un pequeño abultamiento central y una barra de estrellas, polvo y gas. El anillo en sí mismo es parte de una tenue barra más grande que termina en estos dos brazos espirales. Los astrónomos están intentando comprender la relación entre la formación estelar que se ve en la luz ultravioleta y la forma en que las barras pueden ayudar a localizar la formación estelar en un anillo.

NGC 6782 es una galaxia relativamente cercana, localizada a unos 183 millones de años luz (56 megaparsecs) de la Tierra, en la dirección de la constelación del Pavo. La imagen que aquí vemos cubre unos 82 mil años luz (27 kiloparsecs) de diámetro.

La luz proveniente de galaxias que se encuentran a distancias mucho mayores se ve estirada hacia longitudes de onda más largas y rojas (“corridas al rojo”), debido a la expansión del universo. Esto significa que si los astrónomos desean comparar las imágenes en luz visible de las galaxias muy distantes con las galaxias de nuestro vecindario, deben utilizar imágenes ultravioletas de estas galaxias cercanas.

Los científicos han hallado que las galaxias distantes tienden a tener estructuras diferentes a las de las cercanas, aún cuando utilicen el procedimiento correcto de comparar la luz visible de las más lejanas con la luz ultravioleta de las vecinas. Ya que vemos a las galaxias distantes como eran hace miles de millones de años, tales observaciones son evidencia de que las galaxias evolucionan con el correr del tiempo.

Esta imagen de NGC 6782 fue tomada con la Cámara Planetaria Gran Angular 2 WFPC2 = Wide Field Planetary Camera 2 ) del Hubble en junio de 2000 como parte de una inspección en el ultravioleta de 37 galaxias cercanas. Las observaciones fueron llevadas a cabo por un equipo internacional encabezado por el Dr. Rogier Windhorst de la Universidad del Estado de Arizona. Otras observaciones adicionales de la galaxia fueron realizadas por el equipo de Hubble Heritage en junio de 2001. La imagen en color fue producida combinando datos de los dos programas de observación; estos se realizaron con fotografías tomadas a través de filtros de diferentes colores que aislaron la luz ultravioleta, la azul, la visible y la infrarroja.

Cuestionario al Dr. Rogier Windhurst

Pregunta 1: ¿Qué es lo que se sabe sobre la forma en que las barras afectan la formación estelar en el anillo?

La barra interior está compuesta de estrellas más viejas que rodean al pequeño abultamiento central galáctico en órbitas preferidas, es decir, una colección de órbitas altamente elípticas.

Anillo ultravioleta central y barra (exagerados) en NGC 6782. Crédito: Hubble Heritage

Estas órbitas tienen resonancias que dan la apariencia de una larga estructura parecida a una barra.

Esta barra rota esencialmente como si fuera un cuerpo sólido, aún cuando está solamente compuesta de gas, polvo y estrellas, de modo que en cada punto su velocidad de giro alrededor de la galaxia se incrementa linealmente con la distancia a su centro.

Esta estructura de barra finaliza alrededor de otra resonancia, llamada Resonancia Lindblad Interior, donde el gas de los alrededores se acumula causando una onda de densidad que forma nuevas estrellas, jóvenes y calientes, que fueron vistas inicialmente en el ultravioleta, lo que explica el fuerte color azulado de esa estructura tipo anillo.

Pregunta 2: ¿Qué es lo que hace que la barra produzca el efecto que Ud. describe en su respuesta anterior?

El gas que se encuentra más allá de la localización de la barra rota diferencialmente, es decir, que las partículas que están más lejos del centro que de la barra viajan a velocidades menores que las que la propia barra tendría a la misma distancia (la velocidad circular a lo largo de la barra crece linealmente con la distancia hasta el centro).

Anillo de formación estelar exterior, barra y brazos espirales exteriores (exagerados) en NGC 6782. Crédito: Hubble Heritage

En cierto sentido es como colocar una regla sólida (la barra) sobre un gran mantel suave (el disco de gas), y luego hacerla rotar en una dirección con una velocidad angular uniforme.

En ambos extremos de la regla podrá verse que el mantel se apila y que incluso adopta alguna forma de “estructura espiral”, con las partes exteriores de la tela siendo arrastradas detrás de la barra rotatoria (“rotación diferenciada”).

El gas se comprimirá en esta región, que tiene la forma de un anillo, y el gas condensado y empujado es el lugar donde se formarán las nuevas estrellas jóvenes y calientes.

Por supuesto, la analogía no es perfecta, ya que las fuerzas que actúan sobre el mantel no son las misas que se encuentran en la galaxia, y la barra no es un cuerpo sólido; simplemente actúa como tal, por un tiempo.

Nótese incluso que hay dos tenues brazos espirales que emanan de los dos puntos donde la barra interior finaliza en el anillo interior, aunque parecen más dos débiles cintas de polvo que van en espiral desde el anillo interior hasta el anillo exterior; si allí hay estrellas jóvenes y calientes, probablemente están muy oscurecidas por ese polvo.

Pregunta 3: En primer lugar, ¿por qué están allí esas barras?. ¿Por qué el material de esas barras no se extiende hacia afuera en una estructura en espiral como el resto de la galaxia?

Se cree que las barras están compuestas por esas estrellas más viejas que giran en las ya mencionadas órbitas preferidas de alta excentricidad que conspiran para formar algo que tiene la apariencia de una estructura barrada.

Diagrama de NGC 6782. Crédito: L. Frattare (STScI)

Un ejemplo extremo de ésto para la ausencia de un disco espiral es la así llamada galaxia elíptica tri-axial, donde se encuentran órbitas similares.

La población estelar resultante encuentra el equilibrio en alguna morfología con forma de cigarro (tri-axial), aunque ninguno de los tres ejes elípticos tengan necesariamente la misma longitud. En un cigarro normal, al menos dos de los ejes (los menores) tienen la misma longitud.

Algunos astrónomos piensan que, a diferencia de la una galaxia elíptica aislada, estas barras en las galaxias espirales no duran para siempre, sino que posiblemente se disuelven creando una distribución más suelta y chata de las estrellas.

Testigo de ésto podría ser la tenue barra exterior de NGC 6782 (la que está más allá del anillo azul interior).

Esto podría estarse manifestando en la débil barra exterior d NGC 6782 (la que está más allá del anillo azul interior). Esta tenue barra se encuentra a lo largo del eje mayor del sistema y llega hasta el anillo azul débil de la estructura espiral.

Observamos que esta región es muy plana en su distribución de luz roja. Presumimos (pero es sólo eso: una presunción) que la barra exterior se está disolviendo en esta muy poco notable población más vieja del disco (de color verde amarronado en la imagen) y dejando atrás un anillo más exterior y más tenue.

El cuestionario en inglés sobre NGC 6782 al astrónomo R. Windhorst por el redactor científico Robert Roy Britt de SPACE.com. puede leerse aquí.

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Web Site: Hubble Heritage
Artículo: “Hubble Reveals Ultraviolet Galactic Ring”
Fecha: Noviembre 01, 2001

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Para Astroseti.org: Heber Rizzo Baladán

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