Las galaxias expulsan gas; en el caso de la galaxia NGC 4383, tanto es así que su flujo de gas tiene 20.000 años luz de diámetro y es más masivo que 50 millones de soles.
Sin embargo, hasta ahora era difícil detectar incluso una salida de esta inmensidad. Observar de qué están hechos estos flujos y cómo están estructurados exige instrumentos de alta resolución que sólo pueden ver el gas de galaxias que están relativamente cercanas, por lo que la información sobre ellos ha sido limitada. Lo cual es lamentable, ya que los flujos gaseosos expulsados de las galaxias pueden decirnos más sobre sus ciclos de formación estelar.
El programa MAUVE (MUSE y ALMA Unveiling the Virgo Environment) ahora está cambiando las cosas. La misión de MAUVE es comprender cómo las salidas de galaxias del cúmulo de Virgo afectan la formación estelar. NGC 4383 llamó la atención del astrónomo Adam Watts, de la Universidad de Australia y del Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía (ICRAR), y su equipo porque su flujo de salida es enorme.
Los elementos que libera al espacio pueden revelar el potencial de la galaxia para formar (o dejar de formar) estrellas. «Comprender la física de las salidas estelares impulsadas por la retroalimentación… es esencial para completar nuestra imagen de la evolución de las galaxias», dijeron los investigadores en un estudio publicado recientemente en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Potencial de estrella
La retroalimentación estelar, que es toda la radiación, los vientos de partículas y otros materiales que las estrellas lanzan al medio interestelar, es lo que forma flujos de salida tan grandes como el de NGC 4383. Gran parte de este material proviene de explosiones de formación estelar o del interior de estrellas masivas cuando mueren y se convierten en supernovas. Incluye elementos más pesados que escapan al espacio con la salida y flotan allí durante un período de tiempo indefinido, a veces terminan en otras galaxias.
La formación de estrellas en una galaxia depende de varios procesos. Tiene que haber un equilibrio adecuado entre la acumulación de gas (crecimiento a partir del gas añadido), el consumo (la quema de hidrógeno y helio por las estrellas) y la eyección (cuando el gas interestelar sale de la galaxia) entre el medio intergaláctico y el medio circungaláctico. el gas que rodea a las galaxias. Parte del gas y otros materiales, como el hierro y otros elementos pesados, que forman las estrellas pueden reciclarse a partir de explosiones de supernovas.
El suministro de gas es clave porque grandes cantidades de gas eventualmente colapsan sobre sí mismas debido a su inmensa gravedad, formando finalmente estrellas. Un déficit de gas puede sofocar la formación de estrellas potenciales.
Watts y su equipo creen que una fuente de retroalimentación estelar que expulsa el gas de formación estelar de NGC 4383 son las múltiples supernovas que ocurrieron relativamente cerca unas de otras. Las supernovas pueden formar burbujas gigantescas de gas abrasador que eventualmente emergen verticalmente de un disco galáctico, extendiéndose desde la parte superior e inferior de la galaxia.
El gas caliente continúa hacia regiones más frías del medio interestelar, y su gravedad atrae más gas en su salida de la galaxia y aumenta la masa total del flujo de salida (conocido como carga de masa). La pérdida de tanto gas disminuye aún más las posibilidades de formación de estrellas.
Perdido en el espacio
Los flujos de salida se pueden observar en muchas longitudes de onda diferentes. Se pueden detectar emisiones de rayos X de elementos como el hidrógeno y compuestos como el monóxido de carbono. También es posible observar los flujos de salida mediante rayos UV, ópticos e infrarrojos. Algunas de las emisiones de la región ya habían sido observadas con otros telescopios, que se combinaron con imágenes MAUVE del Cúmulo Virgo y NGC 4383 en diferentes longitudes de onda.
El problema de observar los flujos de salida con precisión es que los materiales dispersos son notoriamente difíciles de resolver espacialmente, lo que significa calcular la distancia de todo el flujo de salida en función de los píxeles. MAUVE, NGC 4383 y el Cúmulo de Virgo se observaron con una resolución espacial de aproximadamente 261 años luz, por lo que cada píxel representaba un cuadrado en el espacio que medía 261 años luz en cada lado. Los grupos de gas ionizado que aparecieron en estos píxeles le dijeron al equipo de investigación que había un flujo bipolar que salía de la galaxia desde arriba y desde abajo.
Entonces, ¿NGC 4383 tiene una formación estelar reducida debido a su salida masiva de material estelar? Resulta que en realidad se están formando estrellas en el borde de la galaxia. Si bien no se forman estrellas en la corriente que escapa de la galaxia, todavía hay áreas donde hay suficiente gas acumulado para dar origen a ellas.
Estos estallidos estelares, o áreas de rápida formación estelar, también están proporcionando retroalimentación estelar; no se trata sólo de supernovas. «Hay una extensión de nudos azules que son mucho más brillantes en el ultravioleta cercano y son una clara evidencia de que la formación estelar ocurre fuera del cuerpo principal de la galaxia», dijeron los investigadores en el mismo estudio.
Algo que aún no está claro acerca de NGC 4383 es si la salida de gas fue provocada únicamente por retroalimentación estelar o si una interacción gravitacional con otra galaxia intensificó las salidas existentes. Posiblemente haya evidencia de esto en el lado este, donde una perturbación en el gas sugiere que una galaxia enana cercana podría haber interactuado con él. Por ahora, el equipo de investigación confía en que el flujo de salida se debe principalmente a estallidos estelares y supernovas.
Aún hay más cosas que los investigadores quieren saber sobre NGC 4383 y su flujo de salida. A medida que los telescopios se vuelvan más avanzados y mejore la resolución espacial, tal vez se revele algo más dentro de esas nubes de gas.