El artículo, publicado en Astronomy & Astrophysics, identifica tres procesos ocurridos en distintas escalas de tiempo que explican la transformación de la galaxia enana NGC 1427A.
Durante más de tres décadas, la galaxia enana NGC 1427A ha intrigado a la comunidad astronómica. Ubicada en el cúmulo de Fornax, a unos 55 millones de años luz de la Tierra, presenta una morfología irregular, largas colas de material y zonas de formación estelar descentradas. Hasta ahora, ninguna hipótesis había logrado explicar por completo el origen de estas características.
Un estudio realizado por investigadores del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines – CATA (proyecto financiado por ANID) reconstruye la historia reciente de este objeto galáctico y propone una explicación que combina tres procesos ocurridos en distintas escalas de tiempo. El trabajo fue liderado por el astrónomo Juan Pablo Carvajal, Investigador Adscrito de CATA y doctorando de la Pontificia Universidad Católica de Chile (UC), junto a Thomas Puzia, Investigador Principal de CATA y académico de la UC, entre otros investigadores.
El primero de estos procesos ocurre en la actualidad: mientras NGC 1427A avanza a través del gas caliente que llena el cúmulo, se genera una especie de “viento” que poco a poco arranca su gas frío. Antes de eso, hace 30 y 100 millones de años, la galaxia tuvo un encuentro cercano con otra galaxia enana, probablemente FCC 229, que alteró su gas, polvo y estrellas. Y si se mira aún más atrás, los astrónomos encontraron evidencia de que, durante los últimos mil millones de años, otras galaxias también la perturbaron. El resultado es una historia de evolución marcada por sucesivas interacciones.
A lo largo de los años se propusieron distintas hipótesis, como una colisión entre dos galaxias enanas o el efecto de las mareas gravitacionales del cúmulo. El nuevo estudio muestra que varias de esas explicaciones tenían parte de razón, pero ninguna bastaba por sí sola. Además, identificó un efecto que no se había detectado antes en esta galaxia.
«Ya se había planteado la posibilidad de que este fenómeno tuviera una componente importante a lo largo de nuestra línea de visión. Sin embargo, nuestro estudio aporta por primera vez evidencia contundente de que el polvo también ha sido desplazado dentro de la galaxia. Esto demuestra que el ram pressure stripping (desprendimiento por presión dinámica) no solo está afectando el material que la rodea, conocido como medio circumgaláctico, sino también el gas y el polvo que se encuentran en su interior, es decir, el medio interestelar», explicó Carvajal.
Una galaxia en plena transición
Uno de los resultados más llamativos es que NGC 1427A está entrando en una fase de quenching o de apagado, en la que disminuye progresivamente su capacidad para formar nuevas estrellas. Hace entre 30 y 40 millones de años, la galaxia experimentó un intenso episodio de formación de nuevas estrellas, actividad que actualmente se encuentra en declive.
«Nuestra visión multifase demuestra que las distintas componentes de la galaxia, o sea, estrellas, gas neutro e ionizado y polvo, guardan memoria de eventos diferentes en escalas de tiempo distintas. Las estrellas viejas recuerdan la caída al cúmulo hace miles de millones de años; la cola de hidrógeno neutro registra una perturbación de hace algunos cientos de millones de años; y la formación estelar ultravioleta delata un encuentro cercano hace apenas 30-100 millones de años. Sólo leyendo todos esos relojes a la vez se entiende la transformación completa», señala Thomas Puzia.
La investigación también permitió resolver otras dos interrogantes sobre este objeto. Por un lado, las estrellas y el gas de la galaxia ya no se mueven de forma coordinada, sino que giran en torno a ejes distintos, una señal de que fuerzas externas están actuando sobre el gas. Por otro, la región brillante ubicada al norte, que durante años se pensó que podía corresponder a una segunda galaxia en proceso de fusión con NGC 1427A, sería en realidad una zona de formación estelar perteneciente a la misma galaxia.
Para reconstruir esta historia, el equipo combinó observaciones de distintas regiones del espectro electromagnético. El instrumento principal fue MUSE, instalado en el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), con el que se estudiaron los movimientos de las estrellas y el gas, además de la edad y composición química de las estrellas, la formación estelar y la distribución del polvo.
El análisis se complementó con datos del telescopio espacial AstroSat/UVIT, obtenidos por Prasanta Kumar Nayak, Investigador Postdoctoral de CATA y la UC; mediciones de hidrógeno neutro del radiotelescopio MeerKAT, en Sudáfrica; e información sobre material de los telescopios espaciales Spitzer y Herschel y del observatorio ALMA.
Gracias a la luz ultravioleta, el equipo detectó hacia el noreste de la galaxia una zona donde nacieron estrellas, probablemente tras la interacción con FCC 229, y que hoy ya casi no muestra actividad. «Los datos de AstroSat/UVIT revelaron una formación estelar irregular y fragmentada, que se extiende mucho más allá de lo que es visible en otras observaciones. Esta región actúa como un ‘recuerdo que se desvanece’ de aquel episodio», detalló Nayak.
Un laboratorio para entender a las galaxias enanas
Las galaxias enanas son las más abundantes del Universo. Sin embargo, la mayoría de las que se han estudiado en detalle están en el vecindario de la Vía Láctea y de Andrómeda. Como las fases de transformación que atraviesan son breves y difíciles de captar, el equipo propone que NGC 1427A se convierta en un caso de referencia para estudiar cómo el entorno de un cúmulo transforma estos sistemas.
«La idea es determinar si este proceso de precondicionamiento es importante para las galaxias enanas en general y cuáles son los efectos que deja esta transición desde las regiones externas hacia el interior del cúmulo. En este caso estamos estudiándolo a escala de una galaxia, pero queremos entender qué efectos tiene este proceso sobre el grupo de una población. Algo que no se ha hecho hasta ahora», concluye Juan Pablo Carvajal.
El estudio contó además con una destacada participación de científicos nacionales e internacionales, entre ellos también los investigadores de CATA, Rohan Rahatgaonkar y Julio Chanamé, además del chileno Matías Blaña, investigador del Centro Espacial Nacional.
