Nuevos estudios de la Galaxia Cigar.

Los campos magnéticos en Messier 82, o la galaxia Cigar, se muestran como líneas sobre una imagen compuesta de luz visible e infrarroja de la galaxia, del Telescopio Espacial Hubble y el Telescopio Espacial Spitzer. Los vientos estelares que fluyen desde nuevas estrellas calientes forman un súper viento galáctico que lanza columnas de gas caliente (rojo) y un enorme halo de polvo humeante (amarillo / naranja) perpendicular a la estrecha galaxia (blanca). Los investigadores utilizaron datos y herramientas del campo magnético del Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja que se han utilizado ampliamente para estudiar la física alrededor del Sol para extrapolar la fuerza del campo magnético 20.000 años luz alrededor de la galaxia. Parecen extenderse indefinidamente en el espacio intergaláctico, como el viento solar, y pueden ayudar a explicar cómo el gas y el polvo se han alejado tanto de la galaxia.
Créditos: NASA, SOFIA, L. Proudfit; NASA, ESA, Hubble Heritage Team; NASA, JPL-Caltech, C. Engelbracht.

¿Qué está impulsando la expulsión masiva de gas y polvo de la galaxia Cigar, también conocida como Messier 82?

Sabemos que miles de estrellas que irrumpieron en la existencia, están impulsando un poderoso súper viento que lleva materia al espacio intergaláctico. Una nueva investigación muestra que los campos magnéticos también están contribuyendo a la expulsión de material de Messier 82, un ejemplo bien conocido de una galaxia de explosión estelar con una forma alargada distintiva.

Los hallazgos del Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja de la NASA, o SOFIA, ayudan a explicar cómo el polvo y el gas pueden moverse desde el interior de las galaxias hacia el espacio intergaláctico, ofreciendo pistas sobre cómo se formaron las galaxias. Este material está enriquecido con elementos como el carbono y el oxígeno que sustentan la vida y son los componentes básicos de las futuras galaxias y estrellas. La investigación fue presentada en la reunión de la American Astronomical Society.

SOFIA, un proyecto conjunto de la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán, DLR, estudió previamente la dirección de los campos magnéticos cerca del núcleo de Messier 82, como se conoce oficialmente a la galaxia Cigar. Esta vez, el equipo aplicó herramientas que se han utilizado ampliamente para estudiar la física alrededor del Sol, conocidas como heliofísica, para comprender la fuerza del campo magnético que rodea a la galaxia a una distancia 10 veces mayor.

“Esta es una física antigua para estudiar el Sol, pero nueva para las galaxias”, dijo Joan Schmelz, directora asociada de la Asociación de Investigación Espacial de Universidades con sede en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, y coautora del próximo artículo sobre esta investigación. . “Nos está ayudando a comprender cómo el espacio entre las estrellas y las galaxias se volvió tan rico en materia para las futuras generaciones cósmicas”.

Ubicada a 12 millones de años luz de la Tierra en la constelación de la Osa Mayor, la galaxia Cigar está experimentando una tasa excepcionalmente alta de formación de estrellas llamada explosión estelar. La formación de estrellas es tan intensa que crea un “súper viento” que expulsa material de la galaxia. Como SOFIA descubrió anteriormente usando el instrumental llamado Cámara de banda ancha aerotransportada de alta resolución, o HAWC +, el viento arrastra el campo magnético cerca del núcleo de la galaxia de modo que sea perpendicular al plano de la galaxia a lo largo de 2000 años luz.

Los investigadores querían saber si las líneas del campo magnético se extenderían indefinidamente en el espacio intergaláctico como el entorno magnético en el viento solar, o se darían vuelta para formar estructuras de bucles coronales similares que se encuentran en regiones activas del Sol. Calculan que los campos magnéticos de la galaxia se extienden como el viento solar, lo que permite que el material arrastrado por el súper viento escape al espacio intergaláctico.

Estos campos magnéticos extendidos pueden ayudar a explicar cómo el gas y el polvo detectados por los telescopios espaciales se han alejado tanto de la galaxia. El Telescopio Espacial Spitzer de la NASA detectó material polvoriento 20.000 años luz más allá de la galaxia, pero no estaba claro por qué se había extendido tan lejos de las estrellas en ambas direcciones en lugar de en un chorro en forma de cono.

“Los campos magnéticos pueden estar actuando como una carretera, creando carriles para que el material galáctico se extienda a lo largo y ancho del espacio intergaláctico”, dijo Jordan Guerra Aguilera, investigador postdoctoral en la Universidad de Villanova en Pensilvania y coautor del próximo artículo.

Con raras excepciones, el campo magnético de la corona solar no se puede medir directamente. Entonces, hace unos 50 años, los científicos desarrollaron métodos para extrapolar con precisión los campos magnéticos de la superficie del Sol al espacio interplanetario, conocido en heliofísica como la extrapolación de campo potencial. Usando las observaciones existentes de SOFIA de campos magnéticos centrales, el equipo de investigación modificó este método para estimar el campo magnético alrededor de 25.000 años luz alrededor de la galaxia Cigar.

“No podemos medir fácilmente los campos magnéticos a escalas tan grandes, pero podemos extrapolarlo con estas herramientas de la heliofísica”, dijo Enrique López-Rodríguez, científico de la Asociación de Investigación Espacial de Universidades para SOFIA con sede en Ames y autor principal del estudio. . “Este nuevo método interdisciplinario nos brinda la perspectiva más amplia que necesitamos para comprender las galaxias con estallidos estelares”.

SOFIA es un proyecto conjunto de la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán. El Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley de California gestiona el programa SOFIA, la ciencia y las operaciones de la misión en cooperación con la Asociación de Investigación Espacial de Universidades, con sede en Columbia, Maryland, y el Instituto Alemán SOFIA de la Universidad de Stuttgart. La aeronave es mantenida y operada por el Armstrong Flight Research Center Building 703 de la NASA, en Palmdale, California. El instrumento de cámara de banda ancha aerotransportada de alta resolución fue desarrollado y entregado a la NASA por un equipo de múltiples instituciones dirigido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.