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(Noticias de Nanowerk) La alineación entre los giros de las galaxias y la estructura a gran escala del Universo revela los procesos mediante los cuales se forman varios componentes de las galaxias.
Al igual que nuestra propia Vía Láctea, la mayoría de las galaxias se componen de dos componentes: un disco expansivo donde se forman nuevas estrellas a partir del gas y una protuberancia central de estrellas en su mayoría más antiguas que crece con el tiempo.
Un estudio observacional publicado en Boletines mensuales de la Royal Astronomical Society («The SAMI Galaxy Survey: Flipping of the Spin-Filament Alignment Correlations Most Strong with Growth of the Bulge») descubrió que el tamaño del bulto de las galaxias cambia la alineación de sus espines con la estructura circundante.
La estructura a gran escala del universo se traza a través de la distribución de las galaxias. Esta «red cósmica» consiste en estructuras de hilos gigantes que conectan cúmulos de galaxias masivos.
El nuevo estudio muestra que las galaxias con protuberancias más grandes tienden a rotar perpendicularmente a los filamentos en los que están incrustadas, mientras que las galaxias con protuberancias más pequeñas tienden a rotar en paralelo a esos filamentos.
«Todo está relacionado con la masa del bulto», dice el astrofísico Dr. Stefania Barsanti de la Universidad Nacional de Australia, autora principal del artículo y miembro del Centro de Excelencia ASTRO 3D.
“Las galaxias, que en su mayoría son discos con un abultamiento de poca masa, tienden a tener su eje de rotación paralelo al filamento más cercano. Esto se debe a que se forman principalmente a partir del gas que cae sobre el filamento y lo «enrolla». Las protuberancias de las galaxias crecen a medida que las galaxias se fusionan, generalmente a medida que se mueven a lo largo del filamento. Entonces, las fusiones también tienden a revertir la alineación entre el giro de la galaxia y el filamento de paralelo a perpendicular”.
«Creemos que las fusiones deben ser más probables a medida que las galaxias se mueven unas hacia otras a lo largo de los filamentos. La dirección de estas fusiones impulsa el cambio de giro”, dice el profesor Scott Croom, astrónomo de la Universidad de Sydney y coautor de la publicación.
Este descubrimiento arroja luz sobre la formación de dos componentes principales de las galaxias y cómo se relacionan con las estructuras y movimientos de materia a gran escala en la red cósmica.
«Nuestra motivación era entender por qué giran las galaxias y cómo derivan su momento angular del material del que están hechas», dice el Dr. Barsanti.
«A través de este estudio, podemos entender cómo las fusiones juegan un papel importante en la formación de galaxias, tanto en el componente de protuberancia central como en el cambio de giro», dice. «Esto apunta a canales de formación específicos sobre cómo las galaxias comienzan a girar y cómo cambia el giro a medida que la galaxia evoluciona».
Aunque esta evolución fue sugerida por simulaciones por computadora, este estudio es la primera vez que los científicos utilizan observaciones directas para confirmar que el crecimiento de la protuberancia central de una galaxia puede hacer que cambie de orientación.
«Esta es una señal sutil que es realmente difícil de ver en las observaciones», dice el Dr. Barsanti.
Esto fue posible gracias al advenimiento de la espectroscopia de campo integral, una técnica en la que un instrumento óptico combina capacidades espectrográficas y de imagen para crear una imagen 3D de una galaxia mientras resuelve sus movimientos internos.
Este estudio utilizó un espectroscopio llamado SAMI conectado al Telescopio Anglo-Australiano de 3,9 metros de ancho en Siding Spring, NSW.
Los investigadores utilizaron SAMI para estudiar 3068 galaxias entre 2013 y 2020. Esta asombrosa cantidad de datos tomó años para examinar y proporcionó evidencia directa para el artículo publicado.
«Con SAMI Galaxy Survey, tenemos una espectroscopia espacialmente resuelta que nos permite mapear la galaxia con espectros en muchos puntos de la galaxia», dice el Dr. Barsanti. «Esto nos dice los movimientos internos de las estrellas y el gas dentro de la galaxia, permitiéndonos medir su rotación general».
«El SAMI Galaxy Survey nos permitió mapear la galaxia», dice el Dr. Barsanti. «Sus medidas nos dicen los movimientos internos de las estrellas y el gas dentro de una galaxia, permitiéndonos determinar su rotación general».
Estos resultados se incorporarán a la próxima fase importante de nuestra investigación, el Hector Galaxy Survey. Hector es el espectrógrafo de próxima generación que reemplaza a SAMI en el Telescopio Anglo-Australiano, que usaremos para estudiar alrededor de 30 000 galaxias”.
El profesor Stuart Wyithe de la Universidad de Melbourne, director de ASTRO 3D, dice que el documento avanza en los principales objetivos del centro de rastrear la distribución de la materia desde los primeros tiempos del universo hasta el día de hoy y crear una imagen en 3D de su formación y evolución. el universo que vemos hoy.
«Usando el poder del estudio de galaxias SAMI, que ha medido la estructura 3D de las galaxias individuales, así como su posición en el espacio, este documento muestra cómo se vinculan los movimientos de masa en las galaxias y las posiciones de las galaxias, que es una parte esencial de entender «cómo se formaron las galaxias», dice el profesor Wyithe
El estudio se realizó en colaboración con investigadores de la Universidad Nacional de Australia, la Universidad de Sydney, la Universidad Johns Hopkins, la Universität Hamburg, la Universidad de Cambridge y la Universidad Macquarie.
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