|
18 Diciembre 2013
del Sitio Web
Tendencias21
Astrofísicos del IAC
encuentran un patrón de
resonancias
en las ondas de densidad del
universo
Las
galaxias están recorridas por ondas que se
propagan en círculos concéntricos en forma
de espiral.
Ahora, un equipo
de astrofísicos del IAC ha descubierto, en
un centenar de galaxias espirales, que
existen más ondas de densidad que las que la
teoría predice, y que éstas se relacionan
entre sí con un complejo patrón de
resonancias, orquestando así una auténtica
‘música galáctica’.
Imagen de Messier 61,
una de las galaxias estudiadas.
Superpuestos, están
trazados los anillos de ondas obtenidos en esta galaxia.
Fuente: SLOAN +
IACbia.
Las galaxias están recorridas por ondas que se propagan en círculos
concéntricos en forma de espiral.
Como si de un lago se tratara, como las
ondas que se forman en las cuerdas de un violín o en la superficie
de un tambor, si escogemos la metáfora musical. Son las llamadas
ondas de densidad.
Astrofísicos del Instituto Astrofísico de Canarias (IAC) han
descubierto en un centenar de galaxias espirales que existen más
ondas de densidad que las que la teoría predice y que se relacionan
entre sí con un complejo patrón de resonancias que orquestarían la
'música de las galaxias'.
Los investigadores del IAC Joan Font Serra y John Beckman
han estudiado los campos de velocidad [el conjunto de las
velocidades de toda la materia dentro de una galaxia] de más de cien
galaxias, con el objetivo de encontrar evidencia científica sobre
las ondas de densidad, y de medir con precisión a qué velocidad se
propagan.
Estas ondas constituyen líneas de mayor
densidad del material estelar que se propagan por el disco de la
galaxia en forma de espiral.
Hasta ahora, la teoría había descrito en cada galaxia con brazos la
existencia de una onda de densidad con sus resonancias. Muchas
galaxias espirales contienen, además de brazos, organizaciones de
estrellas en línea recta llamadas barras.
Para estas galaxias, la teoría predecía
la existencia de dos juegos de ondas, uno en la parte interior de la
galaxia que contiene la barra y otro que ocupa el disco exterior con
sus brazos.
Ondas
orquestadas
En este estudio, sin embargo, los astrónomos encontraron para su
sorpresa más de dos anillos de ondas de densidad en casi todas las
galaxias analizadas: el número hallado con más asiduidad fue cuatro,
aunque han llegado a detectar hasta siete.
Pero no solo esto. Los autores del trabajo, que se publicará en
The Astrophysical Journal Supplement Series, descubrieron
también que existe un sistema de dinámicas entre las ondas,
relaciones entre ellas que responden a un patrón complejo de
resonancias.
"Estos patrones vinculan por pares
los diferentes anillos de resonancia: el segundo con el cuarto,
el primero con el quinto, el tercero con el cuarto, etc.
Difieren de galaxia en galaxia, pero
se dan en casi la totalidad de ellas. La mayoría contienen uno
de estos patrones, pero hay discos con dos, tres, e incluso en
un caso, cuatro", detalla Beckman.
"Si pensamos en las ondas de densidad como las ondas que
recorren un instrumento que vibra, en cada galaxia 'sonaría' una
sinfonía distinta. Es decir, las ondas no resuenan de forma
caótica o aleatoria, sino que responden a un patrón: existe una
orquestación en la música de las galaxias", ilustra Beckman.
Para llegar a estas conclusiones, los
astrónomos usaron un nuevo método y un instrumento propio, el
interferómetro GHaFaS, instalado en el telescopio William Herschel,
en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en la isla de La
Palma.
GHaFaS es capaz de medir todo el campo de velocidad de una galaxia a
la vez, usando la emisión de luz de su hidrógeno ionizado. Al
tiempo, el nuevo método, ideado por los investigadores del IAC, está
basado en la medición de los radios de aquellos círculos o anillos
claves de las resonancias.
Las dos
paradojas de las galaxias espirales
Se podría decir que una galaxia espiral vista de lado tiene la forma
de un huevo frito, con un bulbo en el centro y un disco fino que se
extiende hacia afuera.
Los discos albergan los brazos
espirales, que resplandecen con la luz de millones de estrellas
azules, las de mayor masa y las más jóvenes. Hace ya décadas que los
astrofísicos se dieron cuenta de dos paradojas sobre estos brazos.
Según explica Beckman,
"las galaxias espirales son como
enormes ruedas de Santa Catalina, los fuegos artificiales que
giran alrededor de un clavo, que sirve como su eje de rotación.
Pero no son sólidas, consisten en miles de millones de
estrellas.
Al medir sus velocidades de
rotación, lo esperable es que los brazos se enrollaran sobre sí
mismos en un par de rotaciones de la galaxia y desapareciesen.
Pero la gran mayoría de las galaxias con discos tienen brazos,
estos no han desaparecido".
Ésta es la primera paradoja.
La segunda es que las estrellas azules
masivas tienen vidas del orden de diez millones de años, o menos,
mientras las galaxias tienen vidas de varios miles de millones de
años.
¿Cómo pueden existir las estrellas
azules masivas en los brazos de tantas galaxias?
Las respuestas a las dos paradojas se encuentran en la teoría de las
ondas de densidad.
"Existen ondas de forma espiral que
giran en los discos de las galaxias, que mantienen los brazos en
su forma, y que provocan la formación casi continua de nuevas
estrellas azules masivas, nutriendo los brazos así
continuamente", aclara el astrofísico del IAC.
En la zona a la que llega la onda de
densidad, el gas se comprime, por lo que se produce el nacimiento de
nuevas estrellas, dada la abundancia de hidrógeno disponible en el
material interestelar.
"Con este trabajo, podemos explicar
más sobre el comportamiento de estas ondas, relacionarlas con
otras variables observables, como la forma de los brazos, la
distribución de la luz en los discos o la presencia de anillos
de estrellas en algunos discos. Y ofrecemos datos más útiles a
la siguiente generación de teorías", resume Beckman.
Referencia
bibliográfica
|
