06 Nov Hubble descubre que falta oxígeno en galaxias enanas

Un grupo de científicos que utilizan el telescopio Hubble han estudiado 37 galaxias enanas cercanas (galaxias pequeñas que contienen desde unos pocos miles hasta cientos de millones de estrellas), descubriendo que falta gran parte del oxígeno que esperaban encontrar.

Las simulaciones predicen que estas galaxias deberían contener mucho más oxígeno, un indicador de un conjunto más amplio de elementos pesados. Entonces, ¿adónde fue a parar?

Proyecto GLOW

«Las estrellas producen oxígeno y se encuentran dentro de las galaxias. Sabemos que, en algún momento, el oxígeno tuvo que estar dentro de ellas, así que debió de ser expulsado», explica Grace Telford, coinvestigadora y profesora adjunta del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Utah. «Para lograrlo, se necesita la energía de estrellas masivas y de explosiones de supernovas, que impulsen el material fuera de las galaxias anfitrionas y hacia el espacio entre ellas».

Según el nuevo estudio, los vientos galácticos desencadenados por las supernovas parecen expulsar el oxígeno en galaxias enanas de baja masa con más eficacia de lo que predicen los modelos actuales.

Los resultados muestran que estas galaxias solo pueden retener una pequeña fracción del oxígeno que producen sus estrellas.

En el proyecto GLOW (Galaxies Losing Oxygen via Winds), los científicos rastrearon el oxígeno para entender cómo se distribuye entre las estrellas, el gas que hay entre ellas y el espacio entre las galaxias.

Pero, de todos los elementos presentes en las galaxias, ¿por qué estudiar el oxígeno?

Oxígeno: un indicador fiable

Después del hidrógeno y el helio, el oxígeno es el elemento más abundante del universo. Además, es relativamente fácil de detectar y medir, y se conoce bien cómo se produce.

Por eso, es un indicador fiable de cómo se distribuyen los elementos químicos en una galaxia. Estudiar el oxígeno de las galaxias enanas permite seguir esa distribución en sistemas pequeños.

«Así que elegimos el oxígeno por razones principalmente prácticas», dice Kristen Wingfield McQuinn, investigadora principal de GLOW y directora de la misión en el Centro de Operaciones Científicas del recién lanzado telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA.

«El oxígeno es uno de los principales elementos que forman las estrellas. Poder rastrear cuánto oxígeno se produce y cuánto se distribuye dentro y fuera de las galaxias nos ayuda a entender su evolución», explica McQuinn. «También nos permite averiguar dónde y en qué cantidad las galaxias enriquecen el espacio que las separa, llamado medio intergaláctico».

37 galaxias enanas

El estudio ha utilizado imágenes de archivo de Hubble para distinguir poblaciones de estrellas y determinar sus historias de formación y composición.

Junto con datos del ya retirado telescopio espacial Spitzer y de los radiotelescopios terrestres Very Large Array y Australian Telescope Compact Array, los investigadores analizaron 37 galaxias enanas cercanas.

Su objetivo era rastrear los átomos de oxígeno producidos por las estrellas y entender mejor cuánto oxígeno se conserva en galaxias enanas.

El equipo quería averiguar cómo se distribuye el oxígeno entre las estrellas, el gas y el polvo de las galaxias.

Seleccionaron estas galaxias enanas porque sus masas se encuentran en el rango en el que las simulaciones y la teoría predicen que las explosiones de supernovas expulsan una proporción cada vez mayor de oxígeno.

Además, las 37 están lo suficientemente cerca como para que Hubble pueda distinguir sus estrellas individuales.

Esto no ocurre con la gran mayoría de las galaxias enanas conocidas, que están demasiado lejos para realizar este tipo de estudio.

Aunque los astrónomos ya sospechaban que las galaxias expulsan una gran parte de su oxígeno y otros elementos pesados, seguía sin saberse adónde van a parar esos metales.

Medio circungaláctico

Un estudio anterior, de 2014, abordó esta cuestión en galaxias con formación estelar similares a la Vía Láctea.

El estudio descubrió que estas galaxias habían perdido gran parte de su oxígeno y que una parte se encontraba en los halos difusos de gas que rodean las galaxias por fuera de sus discos, una región llamada medio circungaláctico.

En el estudio GLOW, McQuinn y su equipo ampliaron esta investigación a galaxias de baja masa con una amplia variedad de masas y entornos.

Otros equipos ya han medido el oxígeno en el medio circungaláctico de las galaxias enanas, pero aún no está claro si la mayor parte del oxígeno que falta se encuentra allí o si ha sido expulsado por completo de los alrededores de la galaxia.

La ubicación del oxígeno en galaxias enanas sigue siendo una pregunta abierta.

Futuros avances

De cara al futuro, McQuinn espera estudiar galaxias de masa aún menor en el universo cercano. Tiene aprobado un programa para utilizar el telescopio espacial Roman y encontrar estos sistemas tenues y diminutos en una extensa región del cielo.

Una vez identificadas las galaxias, espera observar sus estrellas con más detalle usando Hubble y el telescopio espacial James Webb. Así podría reconstruir la historia de las galaxias y comprender cómo formaron estrellas a lo largo del tiempo cósmico.

El trabajo futuro de Telford consiste en utilizar Hubble para observar de cerca las estrellas masivas individuales que producen oxígeno y lo expulsan de sus galaxias anfitrionas.

Actualmente está usando algunos de los objetivos cercanos del proyecto GLOW para obtener observaciones muy detalladas y caracterizar las diferencias entre las estrellas masivas de estas galaxias pequeñas, y así ampliar el estudio del oxígeno en galaxias enanas.

Fuente: NASA’s Hubble Uncovers Case of Missing Oxygen in Nearby Dwarf Galaxies