Publicado 03/11/2021 11:41CET

La radiación, no supernovas, impulsa supervientos en algunas galaxias

Esta imagen amplía la región de Mrk 71 en la galaxia NGC 2366. Los colores rojo, azul y verde reflejan la emisión de iones de oxígeno y helio. Las observaciones se realizaron desde el telescopio espacial Hubble.
Esta imagen amplía la región de Mrk 71 en la galaxia NGC 2366. Los colores rojo, azul y verde reflejan la emisión de iones de oxígeno y helio. Las observaciones se realizaron desde el telescopio espacial Hubble. - SALLY OEY

   MADRID, 3 Nov. (EUROPA PRESS) -

   Supervientos increíblemente rápidos, que viajana a aproximadamente el 1% de la velocidad de la luz, pueden ser impulsados por efecto de la radiación en algunas galaxias, y no por supernovas como se creía.

   Cuando los astrónomos observan supervientos que viajan a velocidades extremadamente altas desde cúmulos de super estrellas, o "estallidos estelares", previamente asumieron que los vientos eran impulsados por supernovas, las explosiones de estrellas.

   Este fue el caso de una explosión estelar llamada Mrk 71 en una galaxia cercana. Los astrónomos habían observado supervientos que emanaban del cúmulo, y el razonamiento clásico sugería que las explosiones de muchas supernovas impulsan el gas a una velocidad tan alta.

   Pero los astrónomos de la Universidad de Michigan piensan que las supernovas no son la razón: el cúmulo es demasiado joven para tener supernovas. Sospechan que hay un mecanismo diferente detrás del superviento.

   Al estudiar las propiedades del viento y la explosión estelar, los astrónomos establecieron que la radiación ultravioleta de la explosión estelar compacta impulsaba el superviento. Sus hallazgos, publicados en la revista Astrophysical Journal Letters, pueden ayudar a explicar un capítulo de los comienzos del universo.

   Justo después del Big Bang, el universo era muy denso y opaco, dice la autora principal y estudiante de posgrado Lena Komarova. El universo estaba tan densamente lleno de partículas que ninguna luz podía atravesarlas.

   "Pero cuando se formaron las primeras estrellas en las primeras galaxias, produjeron mucha luz ultravioleta. Y esto esencialmente evapora el gas en el universo", dijo Komarova. "Es un proceso similar a cuando tienes niebla por la mañana a través de la cual no puedes ver, pero luego la luz del sol llega y golpea la niebla, comienza a dividirse en gotitas más pequeñas y comienzas a ver pasar la luz".

   En esta analogía, los átomos de hidrógeno neutros, que constituyen el 92% del cosmos, son la "niebla" del universo. Pero a medida que la luz comenzó a brillar desde las primeras estrellas que se formaban en el universo, la luz ultravioleta de estas estrellas comenzó a romper las partículas de hidrógeno.

   "El universo esencialmente se vuelve transparente y esto sucede en el llamado amanecer cósmico cuando aparecen las primeras estrellas", dijo Komarova en un comunicado. "Y eso es lo que estamos tratando de averiguar: ¿cómo se obtiene esta luz ultravioleta que es lo suficientemente enérgica como para evaporar el universo, para salir de las galaxias, sin que todo sea absorbido por el hidrógeno?"

   Komarova y Sally Oey, profesora de astronomía de la U-M y autora principal del artículo, creen que la respuesta radica en los supervientos que encontraron que son generados por la radiación de estas galaxias compactas con estallido estelar. La radiación, la luz ultravioleta, "evapora" los átomos de hidrógeno, que están compuestos por un solo protón y un solo electrón, al eliminar los electrones e ionizarlos.

   "Solo la luz ultravioleta es capaz de hacer esto, porque la luz tiene que estar por encima de un cierto umbral de energía", dijo Oey. "Una vez que el hidrógeno se ioniza, se vuelve transparente porque no puede capturar más fotones UV".

   A los astrónomos de la UM se les ocurrió la hipótesis de un viento impulsado por radiación para explicar Mrk 71, una región de explosión estelar dentro de la galaxia NGC 2366. Al examinar el espectro de esta región, Komarova y Oey pudieron estudiar la estructura de la velocidad del gas y encontraron un viento suave que se originó en el cúmulo de súper estrellas Mrk 71 más brillante.

"Descubrimos que incluso si tuviera supernovas, todavía no habría suficiente energía para acelerar el gas a las velocidades que observamos", dijo Komarova. "Comparamos la fuerza de la luz estelar sobre el gas con la fuerza de la gravedad y descubrimos que la radiación es mucho más fuerte que la gravedad, por lo que, de hecho, puede expulsar el gas sin que la gravedad lo devuelva. Esto es lo que lo llamamos viento impulsado por radiación".

   La aceleración en sí ocurre cuando la luz intensa irradia densas gotas de gas hidrógeno desde una dirección, empujando el gas a lo largo, similar a cómo el gas explosivo fuerza una bala a salir de una pistola. Las manchas deben ser demasiado densas para ser evaporadas por la radiación ultravioleta. Pero la luz también se escapa a través de espacios entre las densas gotas de hidrógeno y las explosiones se alejan más del cúmulo de estrellas.

   "La razón por la que esto está relacionado con las velocidades muy altas es que para que las manchas se aceleren a velocidades tan altas, necesitan atrapar constantemente estos rayos UV, incluso a grandes distancias del cúmulo de estrellas", dijo Oey.

   Lo que proponen los investigadores es que este proceso despeja las vías para que la luz ultravioleta pase entre grupos de gas hidrógeno.

   "Entonces, esa luz ultravioleta puede, de hecho, dejar su cúmulo donde nació y salir al resto del universo para evaporarlo", dijo Komarova. "Esto es poner otra pieza del rompecabezas de la evaporación del universo y proporciona un mecanismo físico específico de cómo hacerlo".