Magníficos nuevos resultados del telescopio infrarrojo AKARI

Formación estelar en la nebulosa IC4954/4955 vista por AKARI
30 marzo 2007

Magníficas imágenes y datos nuevos sobre la vida de las estrellas en diferentes etapas de su evolución, y material interestelar que esconde agujeros negros: éstos son sólo algunos de los más recientes resultados obtenidos por AKARI, el último telescopio espacial infrarrojo lanzado, capaz de hacer observaciones de barrido de todo el cielo.

Desde su lanzamiento, en Febrero de 2006, AKARI, una misión de la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) en la que participa la ESA, ha estado trabajando sin descanso y ha producido ya sorprendentes imágenes del Universo infrarrojo. Los nuevos resultados que se presentarán esta semana en la reunión anual de la Sociedad Astronómica Nacional de Japón muestran regiones de intensa formación estelar; estrellas en la etapa final de sus vidas; restos de supernovas nunca antes detectadas en el infrarrojo; galaxias distantes; y núcleos de galaxias activos que albergan agujeros negros, rodeados por nubes de gas molecular.

Cuando se trata de estudiar la formación y evolución de las estrellas, y más en general la evolución de las galaxias en el Universo, los satélites infrarrojos como AKARI tienen una clara ventaja. La materia que las estrellas más viejas eyectan al espacio interestelar es calentada por la radiación de estrellas más jóvenes, y por las colisiones con el material que ya estaba presente en el espacio interestelar; así, esta energía es primero absorbida por el gas y el polvo interestelares, y después re-emitida en longitudes de onda infrarrojas.

Las estrellas jóvenes se forman en regiones con gran cantidad de gas y polvo, muy densas, lo que dificulta mucho –y a veces imposibilita- la detección de estas estrellas en luz visible: pero la luz de la estrella central, envuelta en polvo y gas, también es reemitida en el infrarrojo. Esto ocurre también con las galaxias distantes, especialmente las recién nacidas, que –lo mismo que las estrellas jóvenes que contienen- están cubiertas de un denso material interestelar. Las observaciones infrarrojas juegan por tanto un papel crucial en el estudio de estos objetos ‘polvorientos’, invisibles o muy poco visibles cuando se observan a otras longitudes de onda.

De las regiones de formación estelar a las estrellas moribundas

Surrounding region of nebula IRC4954/4955
Región entorno a la nebulosa IRC4954/4955

El primer conjunto de resultados de AKARI presentados en este artículo trata de la evolución del material interestelar en las galaxias, lo que comprende el ciclo de formación estelar; los remanentes de supernovas –restos de las catastróficas explosiones con que las estrellas muy masivas acaban su vida—; y la pérdida de masa de las estrellas gigantes rojas.

Las estrellas nacen en las regiones más densas de las nubes interestelares de gas y polvo. Los fenómenos que desencadenan el proceso de formación estelar son múltiples y complicados, y entre ellos es especialmente importante la compresión de las nubes interestelares por las ondas de choque resultado de las explosiones de supernovas y por la intensa radiación emitida por estrellas muy masivas. Las estrellas nacidas en esas nubes evolucionarán y eventualmente llegarán a ser supernovas o gigantes rojas, con lo que aportarán el material necesario para la siguiente generación de estrellas.

Three generations of star formation in reflection nebula IC4954/
Tres generaciones de formación estelar en la nebulosa IC4954/4955

La cámara IRC de AKARI para el infrarrojo próximo y medio, y el instrumento FIS para el infrarrojo lejano han observado este ciclo de formación estelar en tres generaciones de estrellas (ver imagen), desde las estrellas ‘abuelas’ hasta las ‘hijas de sus hijas’, en la nebulosa IC4954/4955 en la constelación Vulpecula (a unos 6.500 años luz de distancia de nosotros).

Por primera vez AKARI ha observado este ‘jardín de infancia’ estelar en siete longitudes de onda distintas. Cada una de ellas proporciona información sobre una faceta distinta del proceso de formación estelar. El estudio ha cubierto una extensa región espacial de hasta cien años luz.

Supernova remnant in the Small Magellanic Cloud
Remanente de supernova en la Pequeña Nube de Magallanes

El instrumento IRC de AKARI también ha llevado a cabo la primera detección de un remanente de supernova en infarrojo (conocido como Bo404-72.3) en la Pequeña Nube de Magallanes, una pequeña galaxia vecina de nuestra Vía Láctea situada a unos 200.000 años luz de distancia.

Este dato ha proporcionado pistas clave acerca de la interacción, aún mal entendida, entre el gas en expansión procedente de las explosiones de supernova y el material interestelar que lo rodea, y sobre su posible papel en el nacimiento de nuevas estrellas.

Mass-loss from young red-giants in globular cluster NGC 104
Pérdida de masa en gigantes rojas jóvenes en el cúmulo globular NGC 104

El instrumento IRC de AKARI también ha observado estrellas más viejas, en el cúmulo globular NGC 104, a 15.000 años luz de distancia en nuestra propia galaxia. Las estrellas que pueblan este cúmulo –formadas, según se cree, cuando se formó la propia Vía Láctea- se parecen a la estrella en que se convertirá nuestro Sol dentro de 6.000 millones de años.

Son estrellas que han agotado su combustible (el hidrógeno en sus núcleos) y se han convertido en gigantes rojas. A través de sus observaciones AKARI ha proporcionado las primeras evidencias de que las estrellas gigantes rojas jóvenes de este cúmulo sufren una rápida pérdida de masa, fenómeno hasta ahora sólo observado en gigantes rojas viejas.

De candidatos a agujeros negros a galaxias recién nacidas

Gas molecular entorno a la región central de la galaxia UGC05101

Gracias a su gran capacidad de discernir detalles AKARI también ha estudiado el material entorno a un agujero negro en una galaxia distante, y ha observado la evolución de galaxias recién nacidas.

La parte central de la galaxia infrarroja ultraluminosa 'UGC 05101', situada en la constelación de la Osa Mayor a unos 550 millones de años luz de distancia, ha sido hasta ahora un auténtico misterio. El núcleo y los mecanismos que actúan en él habían sido hasta ahora impenetrables, cubiertos por una gruesa nube de material interestelar.

Possible structure of galaxy UGC05101’s central core
Posible estructura del núcleo central de la galaxia UGC05101

Gracias a la alta sensibilidad de AKARI los astrónomos han podido recopilar una cantidad de datos sin precedentes acerca de la nube de gas molecular que rodea la región, que está, según se ha hallado, a más de 500ºC de temperatura.

Estas medidas refuerzan la idea de que en el núcleo de esta galaxia hay un agujero negro gigante cuya radiación calienta el gas a las temperaturas observadas por AKARI, y suponen un indicio crucial para entender la estructura de las galaxias con núcleos activos y agujeros negros.

Intense star formation activity in the early Universe seen by AK
Intensa actividad de formación estelar en el Universo temprano, vista por AKARI

Por último, aunque no en importancia, los datos de AKARI han proporcionado una visión como nunca se había obtenido hasta ahora de la formación de galaxias a lo largo de la historia del Universo. Mediante observaciones a longitudes de onda específicas (15 micras) los astrónomos pueden detectar la luz infrarroja que la galaxia emitió realmente hace seis mil millones de años, cuando era joven y atravesaba una etapa de intensa formación estelar.

Continuando los estudios iniciados por el telescopio infrarrojo ISO (Observatorio Espacial Europeo), de la ESA, AKARI ha completado la que hasta ahora es la observación de barrido de gran cobertura más profunda jamás realizada en estas longitudes de onda. Al hacerla AKARI ha detectado 280 galaxias jóvenes y con gran formación estelar, lo que confirma que ese período temprano de nuestra historia cósmica estuvo caracterizado por la intensa formación de estrellas y galaxias.

AKARI también está llevando a cabo observaciones similares en un amplio rango de longitudes de onda, un estudio que proporcionará una descripción definitiva de la evolución de las galaxias a lo largo de toda la historia del Universo.

Nota a los editores

AKARI fue lanzado el 21 de febrero de 2006. Comenzó sus observaciones de barrido de todo el cielo en Mayo de 2006 y completó la primera de estas observaciones en Noviembre de 2006. Hasta ahora AKARI ha obtenido imágenes de alrededor del 80% del cielo.

La misión está actualmente en una fase de observaciones de apuntado, que se interrumpen por observaciones de barrido para llenar ‘huecos’. La mayoría de los resultados presentados en esta nota han sido obtenidos en las observaciones de apuntado. Se espera que el hidrógeno líquido de la misión dure hasta Septiembre de 2007.

AKARI es una misión de JAXA realizada en colaboración con diversos socios: la Universidad de Nagoya; la Universidad de Tokio y el Observatorio Nacional Japonés; la Agencia Espacial Europea (ESA); el Imperial College London; la Universidad de Sussex y la Open University (Reino Unido); la Universidad de Groningen / SRON (Países Bajos); La Universidad Nacional de Seúl (Corea). Los detectores del infrarrojo lejano han sido desarrollados en colaboración con el Instituto Nacional de Tecnologías de la Información y Comunicación (Japón).

ESA/ESAC proporciona experiencia y apoyo para el procesado de datos de barrido mediante el pointing reconstruction – una técnica que permite determinar posiciones astronómicas de forma precisa para cada una de las fuentes detectadas-. ESAC también da soporte a los astrónomos europeos que han obtenido tiempo de observación. ESA/ESOC da soporte a través de su estación en Kiruna, para varios pases al día.

Para más información

Alberto Salama, ESA - ISO and AKARI Project Scientist
Email: alberto.salama @ esa.int

Martin Kessler, ESA – ISO and AKARI Mission Manager
Email: martin.kessler @ esa.int

ESAC communication office
Email: esacContact@esa.int
Tels: + 34 91 813 13 27 / + 34 91 813 13 59

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