Según el modelo cosmológico más actualizado, las grandes galaxias espirales como la Vía Láctea crecieron absorbiendo galaxias menores en una especie de canibalismo galáctico del que son testigos unas gigantescas estructuras, las corrientes de marea estelares, que se observan a su alrededor y que constituyen los restos de sus galaxias satélite. Pero aún se desconoce la historia completa en la mayoría de los casos, ya que estas corrientes de estrellas son muy tenues y solo se han podido detectar los restos de las fusiones más recientes.

Un estudio encabezado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), en el que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha observado en detalle una gran corriente de marea en la galaxia del Sombrero, cuya extraña morfología sigue sin contar con una explicación definitiva. Los resultados se han publicado hoy en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

La galaxia del Sombrero (o M104) es una galaxia situada a unos treinta millones de años luz que forma parte del Supercúmulo Local (una agrupación de galaxias que incluye el cúmulo de Virgo y el Grupo Local, en el que se halla la Vía Láctea). Su diámetro mide aproximadamente un tercio del de la Vía Láctea y muestra características de los dos tipos de galaxias predominantes en el Universo, las espirales y las elípticas. Así, con brazos espirales y un bulbo central muy brillante, la galaxia del Sombrero parece un híbrido de ambas.

“Nuestra motivación para obtener estas imágenes profundas de la galaxia del Sombrero (Messier 104) fue la búsqueda de los restos de su fusión con una galaxia muy masiva. Esta posible colisión fue sugerida recientemente por estudios de la población estelar de su extraño halo obtenidos por el telescopio espacial Hubble”, señala David Martínez-Delgado, investigador del IAA-CSIC y autor principal del trabajo.

Las observaciones del Hubble mostraron en 2020 que el halo, una extensa y débil región que rodea la galaxia del Sombrero, muestra gran cantidad de estrellas ricas en metales, o elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. Se trata de un rasgo típico de estrellas de generaciones recientes, que suelen encontrarse en los discos de las galaxias, y muy inusual en los halos galácticos, poblados por estrellas viejas. Para explicar su presencia se propuso lo que se conoce como “fusión húmeda”, un escenario en el que una gran galaxia elíptica se vio rejuvenecida con grandes cantidades de gas y polvo procedentes de otra galaxia masiva, que alimentaron la formación del disco que hoy observamos.

“No hemos encontrado ninguna evidencia en nuestras imágenes que apoye esta hipótesis, aunque no podemos descartar que ocurriera hace varios miles de millones de años y sus escombros se hallen completamente disueltos en la actualidad –indica David Martínez-Delgado­–. En nuestra búsqueda sí hemos podido trazar por primera vez la corriente de marea completa que envuelve el disco de esta galaxia y nuestras simulaciones teóricas han permitido reconstruir su formación en los últimos tres mil millones de años a partir del canibalismo de una galaxia enana satélite”.

"Las técnicas observacionales en Astrofísica actuales requieren de un avanzado procesamiento de las imágenes. Nuestro modelado de la luz de las estrellas brillantes alrededor de la galaxia del Sombrero y, a su vez, de la luz del halo de la propia galaxia ha permitido desvelar cuál es la naturaleza de esta corriente de marea. Algo remarcable es que gracias a estas avanzadas técnicas fotométricas hemos conseguido hacer ciencia de primer nivel en un objeto Messier con un telescopio de tan solo 18 centímetros", explica Javier Román, investigador postdoctoral del IAC y coautor del estudio.

El grupo investigador descarta así que esta gran corriente estelar de marea, conocida desde hace tres décadas, pueda estar relacionada con el evento que produjo la extraña morfología de la galaxia del Sombrero y que, si se tratara de una fusión húmeda, requiere de la intervención de dos galaxias de gran masa.

El trabajo ha sido posible gracias a la colaboración de astrónomos profesionales y aficionados. “Hemos colaborado con el astrofotógrafo español Manuel Jiménez, que ha tomado las imágenes con un telescopio robótico de 18 centímetros, y el reconocido astrofotógrafo australiano David Malin, que descubrió esta corriente en placas fotográficas tomadas en los años noventa del siglo pasado. Esta colaboración demuestra el potencial de los telescopios amateurs para obtener imágenes profundas de galaxias cercanas, que ofrecen importantes pistas sobre su proceso de ensamblaje que continúa en nuestros días”, concluye Martínez-Delgado.

Artículo: D. Martínez Delgado et al. "A feather on the hat: Tracing the giant stellar stream around the Sombrero galaxy". MNRAS, 21 de julio de 2021. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab1874

Contacto en el IAC:

- Javier Román: jromanastro [at] gmail.com (jromanastro[at]gmail[dot]com)