Descubren la presencia de rotaci贸n en tres galaxias esferoidales enanas

Las galaxias enanas tienen un marcado inter茅s cosmol贸gico. El modelo cosmol贸gico est谩ndar propone que estas galaxias habr铆an sido las primeras en formarse tras la creaci贸n del universo. Muchas de ellas, la mayor铆a, habr铆an sido destruidas y canibalizadas por las grandes galaxias, como la V铆a L谩ctea. Sin embargo, las que perduraron se pueden estudiar en la actualidad y contienen una valiosa informaci贸n sobre el universo primitivo.

Un equipo internacional de astrof铆sicos del Instituto de Astrof铆sica de Canarias (IAC), la Universidad de La Laguna (ULL) y el Space Telescope Science Institute (STScI), las dos primeras instituciones en Espa帽a y la tercera en Estados Unidos, ha descubierto la presencia de rotaci贸n transversal (en el plano del cielo) en tres galaxias esferoidales enanas, un tipo de galaxias muy poco luminosas y dif铆ciles de observar que orbitan alrededor de la V铆a L谩ctea, lo que ayudar谩 a trazar su historia evolutiva. El hallazgo ha sido posible gracias a los 煤ltimos datos proporcionados por el sat茅lite Gaia, de la Agencia Espacial Europea (ESA). Los resultados de este estudio acaban de ser publicados en la revista acad茅mica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), bajo el t铆tulo 鈥淚nternal rotation of Milky Way dwarf spheroidal satellites with Gaia Early Data Release 3鈥.

Las galaxias esferoidales enanas, una subclase de las galaxias enanas, son muy difusas, con muy baja luminosidad y contienen grandes cantidades de materia oscura y escasa o nula presencia de gas. Desde su descubrimiento, han sido estudiadas en profundidad. Sin embargo, su cinem谩tica interna contin煤a siendo poco conocida debido a las dificultades t茅cnicas que entra帽a su estudio detallado.

Los diversos estudios realizados hasta la fecha tienden a considerar que las esferoidales enanas no tienen patrones de rotaci贸n interna, sino que sus estrellas se mueven en 贸rbitas aleatorias, sin un esquema definido. Sin embargo, las galaxias que integran la otra gran subclase de enanas, las irregulares, contienen gran cantidad de gas, y en algunos casos, s铆 presentan rotaci贸n interna. Esto estar铆a apuntando hacia un origen diferenciado entre ambos tipos de enanas o hacia una historia evolutiva muy diferente en la que las interacciones con las grandes galaxias, en nuestro caso la V铆a L谩ctea, habr铆an desempe帽ado un papel crucial para eliminar la rotaci贸n interna de las esferoidales.

Por ello, con el fin de llevar a cabo esta investigaci贸n, el citado equipo de astrof铆sicos ha utilizado los 煤ltimos datos suministrados por la misi贸n Gaia para estudiar la cinem谩tica interna de seis galaxias esferoidales enanas, sat茅lites de la V铆a L谩ctea, y ha descubierto la presencia de rotaci贸n transversal (en el plano del cielo) en tres de ellas: Carina, Fornax y Sculptor. Estas ser铆an las primeras detecciones de este tipo de rotaci贸n en galaxias enanas esferoidales, si se except煤a la esferoidal de Sagitario, fuertemente distorsionada por el potencial gravitatorio de la V铆a L谩ctea y, por lo tanto, no representativa como caso t铆pico.

鈥淟a importancia de este resultado radica en el hecho de que, en general, la cinem谩tica interna de las galaxias, en este caso la rotaci贸n, es una traza muy importante de su historia evolutiva y de las condiciones en las que se form贸 el sistema鈥, explica Alberto Manuel Mart铆nez-Garc铆a, estudiante de doctorado del IAC y la ULL y autor principal del trabajo.

鈥淎unque el modelo est谩ndar de la Cosmolog铆a apunta a que las galaxias enanas son las primeras en formarse, no est谩 claro si son sistemas simples o si, a su vez, las que observamos ahora proceden del agrupamiento de otros sistemas m谩s simples, peque帽os y m谩s antiguos. La presencia de rotaci贸n apuntar铆a a esta segunda opci贸n. Por otra parte, se帽ala tambi茅n hacia un origen com煤n de todas las galaxias enanas, tanto las que en la actualidad son ricas en gas (irregulares) como las que no (esferoidales)鈥, indica Andr茅s del Pino Molina, investigador del STScI y coautor del estudio.

鈥淓l sat茅lite Gaia ha revolucionado nuestro conocimiento de la V铆a L谩ctea y su vecindad, proporcionando mediciones muy precisas de las posiciones y movimientos de casi dos mil millones de estrellas. Aunque los datos de Gaia se usan mayoritariamente para el estudio de nuestra galaxia, esta misi贸n de la ESA ha abierto tambi茅n una nueva ventana al estudio de galaxias sat茅lites de la V铆a L谩ctea, dando acceso, en particular, a informaci贸n sobre la cinem谩tica interna de las mismas鈥, se帽ala Antonio Aparicio, investigador del IAC y la ULL y coautor del trabajo.

No obstante, seg煤n los investigadores, los estudios basados en datos de Gaia conllevan m煤ltiples dificultades t茅cnicas. En primer lugar, es necesario determinar qu茅 estrellas de la base de datos pertenecen a las galaxias sat茅lites y cu谩les a la propia V铆a L谩ctea, siendo, por lo tanto, contaminantes de la muestra. El problema es que, aunque se limiten los datos analizados a la regi贸n y tama帽o de la esferoidal que se est谩 estudiando y que es equivalente a una cuarta parte del tama帽o angular de la Luna, la inmensa mayor铆a de las estrellas detectadas en esa 谩rea pertenecen a la V铆a L谩ctea y est谩n contaminando la muestra de inter茅s.

Por otro lado, la lejan铆a de las esferoidales estudiadas, que est谩n a una distancia de hasta aproximadamente medio mill贸n de a帽os-luz, y la baja luminosidad intr铆nseca de sus estrellas hacen que las mediciones est茅n afectadas por un nivel de 鈥渞uido鈥 considerable. Por todo ello, el an谩lisis de los datos requiere un concienzudo filtrado y un an谩lisis en profundidad de los distintos par谩metros observacionales para poder llegar a resultados concluyentes.

En el equipo de investigadores del estudio, que forma parte de la tesis doctoral de Alberto Manuel Mart铆nez-Garc铆a, participan tambi茅n Roeland P. van der Marel (STScI, Centre for Astrophysical Sciences, de la Universidad Johns Hopkins en Estados Unidos) y Laura L. Watkins (Misi贸n Aura para la ESA, STScI). (Fuente: IAC)

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