Los astrónomos han demostrado por primera vez que incluso las galaxias más pequeñas del Universo tienen estructuras complejas que indican una historia compleja. Utilizando el telescopio Subaru, un equipo de astrónomos del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, el Instituto de Física de Lituania, la Universidad de Durham, el Observatorio de París, la Universidad de Kyoto, el Observatorio Astronómico de Gunma y la Universidad de Tokio descubrieron un halo extendido de estrellas con un corte agudo en la galaxia irregular enana Leo A, un miembro del Grupo Local de galaxias que incluye la Vía Láctea. El descubrimiento desafía los escenarios actuales de formación de galaxias al mostrar que, en lugar de ser los preservadores de los bloques de construcción prístinos que se combinaron para formar galaxias más grandes, las galaxias enanas irregulares tienen su propia historia de acumulación.
Comprender la formación y evolución de galaxias en escalas de tiempo comparables a la edad del Universo es uno de los mayores desafíos de la astronomía. En los escenarios de la cosmología estándar (Nota 1), las galaxias se construyen mediante fusión jerárquica: pequeñas fluctuaciones de densidad primordiales en la distribución uniforme de la materia en el Universo temprano crecen y se combinan para formar estructuras más grandes como la Vía Láctea. Se supone que el tipo más numeroso de galaxias en el universo, las galaxias irregulares enanas (Nota 2), preservan sus propiedades sin cambios durante miles de millones de años y representan bloques de construcción primitivos prístinos. Esta es una razón por la cual los astrónomos han estado estudiando recientemente galaxias enanas irregulares con gran interés.
El equipo dirigido por los profesores Nobuo Arimoto (Observatorio Astronómico Nacional de Japón) y Vladas Vansevicius (Instituto de Física, Lituania) ha estudiado a Leo A, una galaxia irregular enana aislada y extremadamente rica en gases con solo el 0.01% de la masa de la Vía Láctea y Elementos químicos de baja fracción producidos por generaciones anteriores de estrellas. Estas características sugieren que esta galaxia ha evolucionado sin una interacción significativa con otras galaxias. Se cree que esta galaxia tiene una estructura bastante simple, en contraste con las grandes galaxias de disco como la Vía Láctea. Sin embargo, esta vista necesita ser cambiada debido a imágenes profundas de las regiones externas de esta galaxia con el Telescopio Subaru.
Antes de estas observaciones, ya se sabía que Leo A tenía un gran tamaño angular (7 'x 5'; Nota 3) y el Telescopio Subaru equipado con su Cámara de Enfoque Principal (Suprime-Cam) era un instrumento ideal para estudiar las estrellas en el límites externos de la galaxia (Fig. 1). Una sola exposición con Suprime-Cam cubre un campo de visión de 34 'x 27' (tamaño de píxel 0 ".2 x 0" .2) con alta sensibilidad. El equipo adquirió imágenes ópticas de la galaxia irregular enana Leo A con tres filtros de banda ancha en noviembre de 2001. Para rastrear la extensión completa de las viejas estrellas en Leo A, el equipo empleó estrellas de rama gigante roja (RGB) que evolucionaron bajo -masa estrellas con muy alta luminosidad y se espera que representen bien las estructuras extendidas de las galaxias. Investigaron dentro de una elipse del eje semi-mayor a = 12 'que cubre completamente la galaxia, y detectaron 1394 estrellas RGB distribuidas simétricamente y suavemente dentro de este campo.
La figura 2 muestra el perfil radial de la densidad numérica de la superficie de las estrellas gigantes rojas. El equipo encontró una estructura de disco significativamente más grande (con un eje semi-mayor de 5.5 ') que el previamente conocido (3.5'). Además, las observaciones profundas permitieron el descubrimiento de un nuevo componente estelar en galaxias irregulares enanas, que el equipo llama "halo". (5.5′-7.5 ′), que tiene una pendiente menos pronunciada en la densidad numérica de las estrellas RGB. El componente de halo termina a 8 'del centro de la galaxia con un corte agudo en la distribución de estrellas RGB. La existencia de tal estructura de halo en galaxias irregulares enanas no se había confirmado antes de estas observaciones.
El tamaño de Leo A revelado por estas nuevas observaciones es dos veces más grande que su tamaño previamente aceptado, lo que sugiere que incluso en el universo cercano vemos galaxias solo como "puntas de icebergs" que en realidad están unas veces más extendidas.
El halo recién descubierto con un corte estelar agudo y el disco de la galaxia irregular enana Leo A se asemeja mucho a la estructura, así como al contenido estelar y gaseoso que se encuentra en grandes galaxias de disco de pleno derecho como la Vía Láctea. Se cree que la complicada estructura de las grandes galaxias masivas es el resultado de la fusión de galaxias menos masivas como las enanas irregulares. Sin embargo, este estudio revela claramente que la galaxia irregular enana Leo A ya tiene componentes de disco y halo, y sugiere historias de acumulación complejas incluso para galaxias de muy baja masa como Leo A, que se supone que se forman directamente a partir de las fluctuaciones de densidad primordiales en el universo temprano (Nota 1), y desafía la comprensión contemporánea de la evolución de las galaxias. Los profesores N. Arimoto y V. Vansevicius creen que Leo A es una piedra de Rosetta. (Nota 4) para comprender el proceso de formación y evolución de galaxias.
El artículo científico sobre esta investigación ha sido aceptado para su publicación en el Astrophysical Journal Letters del 20 de agosto de 2004 (Volumen 611, Número 2, L93).
Fuente original: Comunicado de prensa de Subaru
