El telescopio ALMA detecta reservas ocultas de gas turbulento en galaxias distantes

Un equipo de científicos ha localizado reservas turbulentas de gas frío alrededor de galaxias starburst distantes, que se caracterizan por tener un índice mucho mayor de formación estelar en comparación a galaxias tranquilas como la Vía Láctea. Liderado por Edith Falgarone, de la Ecole Normale Supérieure y el Observatorio de Paris (Francia), los investigadores han utilizado el telescopio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) del Observatorio Austral Europeo (ESO, por sus siglas en inglés), situado en Chile, para detectar marcas de la molécula de hidruro de carbono CH+.

Esta molécula es un ion de la molécula CH --conocido como methylidynium para los químicos-- y una de las tres primeras moléculas descubiertas en el medio interestelar. Desde su descubrimiento a comienzos del decenio de 1940, la presencia de CH+ en el espacio interestelar ha sido un misterio, ya que es extremadamente reactivo y, por lo tanto, desaparece más rápidamente que otras moléculas.

Al detectar CH+ por primera vez, esta investigación abre un nuevo camino de exploración sobre una época crucial de la formación estelar en el Universo. La presencia de esta molécula arroja nueva luz sobre cómo las galaxias consiguen extender su periodo de rápida formación estelar. Los resultados aparecen en la revista 'Nature'.

En concreto, el grupo identificó señales claras de CH+ en cinco de seis galaxias estudiadas, incluyendo Cosmic Eyelash (eso1012).

"CH+ es una molécula especial. Necesita mucha energía para formarse y es muy reactiva, lo que significa que su vida es muy breve y que no puede ser transportada muy lejos", indica el astrónomo de ESO, Martin Zwaan, que contribuyó en el artículo. "CH+, por lo tanto, rastrea la forma en que la energía fluye en las galaxias y sus alrededores", añade.

La forma en la que el CH+ rastrea la energía puede entenderse por analogía a estar en un bote en un océano tropical durante una noche oscura, sin Luna. Cuando hay buenas condiciones, el plancton fluorescente puede iluminar el entorno del bote mientras navega. La turbulencia causada por el bote al deslizarse por las aguas provoca que el plancton emita luz, lo cual revela la existencia de las regiones turbulentas en el agua oscura subyacente. Dado que el CH+ se forma únicamente en áreas pequeñas donde los movimientos turbulentos del gas se disipan, su detección esencialmente rastrea la energía en una escala galáctica.

Así, el CH+ observado revela ondas de choque densas, impulsadas por vientos galácticos veloces y cálidos originados al interior de las regiones de formación estelar de las galaxias. Estos vientos fluyen a través de una galaxia, expulsando material de esta, pero sus movimientos turbulentos son tales que parte del material puede ser recapturado por la atracción gravitatoria de la galaxia misma. Este material se reúne en reservas turbulentas enormes de gas frío y de baja densidad, extendiéndose más de 30.000 años luz desde la región de formación estelar de la galaxia.

"Con el CH+ vemos que la energía se almacena dentro de grandes vientos del tamaño de una galaxia, y termina como movimientos turbulentos en reservas antes desconocidas de gas frío alrededor de la galaxia", afirma Falgarone, autor principal artículo. "Nuestros resultados desafían la teoría de la evolución de la galaxia --destaca--. Al impulsar la turbulencia en las reservas, estos vientos galácticos extienden la fase del estallido de formación estelar, en vez de extinguirla".

El equipo determinó que los vientos galácticos no podrían por sí solos reponer las reservas gaseosas recientemente reveladas, y sugiere que la masa es proporcionada por fusiones galácticas o por la acreción de corrientes de gas ocultas, como predice la teoría actual.

"Este descubrimiento representa un gran paso adelante en nuestro entendimiento sobre cómo la afluencia de materia es regulada alrededor de las galaxias starburst más intensas del Universo primitivo", subraya por su parte el director de Ciencias de ESO, Rob Ivison, coautor del artículo. "Esto muestra lo que puede lograrse cuando científicos de distintas disciplinas se reúnen para aprovechar las capacidades de uno de los telescopios más poderosos del mundo", concluye.