Por primera vez se ha fotografiado un halo de gas que llega hasta un millón de años luz alrededor de una galaxia, hasta interactuar con el medio intergaláctico, y lo han examinado píxel por píxel.
Si esta galaxia es típica, entonces el estudio, publicado en Nature Astronomy, indica que nuestra galaxia ya está interactuando con su vecina más cercana, Andrómeda.
El halo de gas que rodea el disco estelar representa aproximadamente el 70% de la masa de la galaxia, sin contar la materia oscura, pero hasta ahora ha sido un misterio. En el pasado, solo hemos podido observar el gas midiendo la luz de un objeto de fondo, como un cuásar, que es absorbida por el gas. Eso limita la imagen de la nube a un haz con forma de lápiz.
Sin embargo, un nuevo estudio ha observado el medio circungaláctico (CGM) de una galaxia en la que se forman estrellas ubicada a 270 millones de años luz de distancia, denominada IRAS 08339+6517, utilizando nuevas técnicas de imagen profunda que fueron capaces de detectar la nube de gas que brilla fuera de la galaxia a 100.000 años luz en el espacio, hasta donde pudieron mirar.
Para imaginar la inmensidad de esa nube de gas, se considera que la luz estelar de la galaxia (lo que normalmente veríamos como el disco) se extiende sólo 7.800 años luz desde su centro.
El estudio actual observó la conexión física del hidrógeno y el oxígeno desde el centro de la galaxia hasta el espacio y mostró que las condiciones físicas del gas cambiaban.
"Lo encontramos en todas partes donde miramos, lo que fue realmente emocionante y en cierto modo sorprendente", dice en un comunicado la profesora asociada Nikole M. Nielsen, autora principal del artículo e investigadora de la Universidad de Swinburne y ASTRO 3D y profesora adjunta de la Universidad de Oklahoma.
"Ahora estamos viendo dónde termina la influencia de la galaxia, la transición en la que se convierte en parte de más de lo que rodea a la galaxia y, finalmente, dónde se une a la red cósmica más amplia y a otras galaxias. Todos estos son límites generalmente difusos", dice el Dr. Nielsen.
"Pero en este caso, parece que hemos encontrado un límite bastante claro en esta galaxia entre su medio interestelar y su medio circungaláctico".
El estudio observó estrellas que ionizaban gas con sus fotones dentro de la galaxia.
"En el CGM, el gas se calienta por algo distinto a las condiciones típicas dentro de las galaxias. Esto probablemente incluye el calentamiento de las emisiones difusas de las galaxias colectivas en el universo y posiblemente alguna contribución se deba a choques", dice el Dr. Nielsen. "Este cambio interesante es importante y proporciona algunas respuestas a la pregunta de dónde termina una galaxia", afirma.
El descubrimiento ha sido posible gracias al Keck Cosmic Web Imager (KCWI) en el telescopio Keck de 10 metros en Hawai, que contiene un espectrógrafo de campo integrado y es uno de los instrumentos más sensibles de su tipo en funcionamiento.
Gracias a este instrumento, en lugar de realizar una única observación que proporcione un único espectro del gas de la galaxia, los científicos ahora pueden obtener miles de espectros simultáneamente con una sola imagen del KCWI.
"Es la primera vez que hemos podido tomar una fotografía de este halo de materia alrededor de una galaxia", afirma la profesora Emma Ryan-Weber, directora de ASTRO 3D.
El estudio añade otra pieza al rompecabezas que es una de las grandes preguntas de la astronomía y la evolución de las galaxias: ¿cómo evolucionan las galaxias? ¿Cómo obtienen su gas? ¿Cómo procesan ese gas? ¿Adónde va ese gas?
"El medio circungaláctico desempeña un papel enorme en ese ciclo de ese gas", afirma el Dr. Nielsen. "Por lo tanto, al poder comprender cómo se ve el CGM alrededor de galaxias de diferentes tipos (las que están formando estrellas, las que ya no lo están y las que están en transición entre las dos), podemos observar diferencias en este gas, que podrían impulsar las diferencias dentro de las galaxias mismas, y los cambios en este depósito pueden en realidad impulsar los cambios en la galaxia misma".
