Brazos en espiral galaxia M106

Utilizando un cuarteto de observatorios espaciales, un grupo de astrónomos de la Universidad de Maryland pueden haber resuelto un misterio que permanecía desde hace 45 años y que explica el misterio de los brazos en espiral de la galaxia M106.

El equipo de Maryland, conducido por Yuxuan Yang, aprovechó las capacidades únicas del telescopio de rayos X Chandra, el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, el observatorio de rayos X de XMM-NEWTON de la Agencia Espacial Europea (ESA), y los datos obtenidos hace casi una década con el Telescopio Espacial Hubble también de la NASA.

M106 también conocida como NGC 4258 es una galaxia espiral majestuosa que se encuentra a 23.5 millones de años de distancia en la Costelación de Canes Venatici. En las imágenes en luz visible, dos brazos prominentes emanan del núcleo brillante y la espiral externa. Estrellas jóvenes, muy brillantes dominan estos brazos que iluminan el gas dentro de los brazos. "Pero en imágenes en rayos x y también de radio, dos brazos espirales adicionales aparecen en el cuadro de la imagen, surgiendo como apariciones fantasmales entre los brazos principales," dice el miembro de equipo Andrew Wilson de la Universidad de Maryland. Estos supuestos " brazos anómalos " consisten sobre todo en gas.

"La naturaleza de estos brazos anómalos es un rompecabezas existente hace muchos años en la astronomía," dice Yang. " Han sido un misterio desde hace mucho tiempo ya que fueron descubiertos a principios de los años 1960. "

Analizando los datos del telescopio XMM-NEWTON, Spitzer, y Chandra, Yang, Bo Li, Wilson, y Cristóbal Reynolds, pertenecientes a la Universidad de Maryland en College Park, han confirmado las sospechas que se tenían de que los brazos fantasmales representan las regiones de gas que violentamente están siendo calentadas por ondas de choque.

Antes, algunos astrónomos habían sugerido que estos brazos anómalos eran los motores de partículas que estaban siendo expulsadas por un agujero negro supermasivo en el núcleo de M106. Pero las observaciones de radio por el Observatorio de Astronomía de Radio Nacional, y el Very Large Array en Nuevo México, más tarde identificaron otro par de motores que provienen del corazón de la galaxia. " Es sumamente improbable que un núcleo activo galáctico pudiera tener más que un par de motores, " dice Yang.

En 2001, Wilson, Yang, y Gerald Cecil, de la Universidad de Carolina del Norte, Chapel Hill, notaron que los dos motores estaban con una inclinación de 30 grados en lo que concierne al disco de galaxia. Pero si uno de ellos podía proyectar verticalmente los motores en el disco, los dos brazos se alinearían casi perfectamente con los brazos anómalos. Calculando que esta alineación no era una posibilidad, Wilson, Yang, y Cecil propusieron que los motores calientan el gas en su recorrido, formando una especie de capullo que se amplía. Con esta falsa posibilidad de los motores cerca del disco M106, el gas se calienta y genera ondas de choque, calentando el gas a unos millones de grados y haciéndolo irradiar intensamente en fuentes de rayos X y otras longitudes de onda.

Para probar esta idea, Yang y sus colegas realizaron observaciones espectrales del archivo del Telescopio XMM-NEWTON. Con la magnífica sensibilidad del XMM-NEWTON, el equipo podría medir la temperatura del gas en los brazos anómalos y también ver como los rayos X provenientes del gas son absorbidos en el camino.

"Una de las predicciones de este escenario es que los brazos anómalos gradualmente serían empujados del plano del disco galáctico por el gas caliente, " dice Yang. Los espectros de XMM-NEWTON muestran que los rayos X más fuertes, son absorbidos en mayor cantidad en la dirección del brazo de noroeste que en el brazo del sudeste. Los resultados sugieren que el brazo del sudeste está en parte cerca del lado de disco M106, y el brazo del noroeste está en el lado más lejano del disco de la galaxia.

Los científicos notaron que estas observaciones confirmaban su planteamiento. Esta interpretación reciente está apoyada también gracias a las observaciones del archivo del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, cuya vista infrarroja muestra signos claros que la emisión de rayos X en el brazo noroeste y que está siendo absorbida por el gas caliente y el polvo en el disco de la galaxia. También, la gran resolución de imágenes del Telescopio Chandra proporciona indicaciones claras de que el gas está sobresaltado por interacciones con los dos motores.

Además de la dirección del misterio de los brazos anómalos, estas observaciones permitieron al equipo estimar la energía en los motores y calibrar su relación con el agujero negro central de la galaxia M106. El planteamiento del equipo de la Universidad de Maryland se publicará en el Astrophysical Journal el próximo 10 de mayo.

Imagen propiedad: NASA/CXC/Univ. of Maryland

Fuente: Physorg/ Goddard Centro de Vuelo Espacial