Un equipo internacional de astrónomos ha logrado descifrar los secretos químicos de una galaxia lejana conocida como NGC 253, ubicada a unos 11 millones de años luz de la Tierra.
Gracias a las observaciones realizadas con el potente radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), los científicos han podido detectar más de un centenar de especies moleculares en esta galaxia, muchas más de las observadas anteriormente fuera de nuestra Vía Láctea.
Esta investigación se compiló a partir de varios artículos del Inventario Molecular Extragaláctico Integral de Alta Resolución de ALMA (ALCHEMI), un programa del European Southern Observatory (ESO), el National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) y el National Radio Astronomy Observatory (NRAO) de EEUU.
NGC 253 es una galaxia con brote estelar, lo que significa que produce nuevas estrellas a un ritmo mucho más rápido que nuestra propia galaxia. Para estudiar en detalle este fenómeno, los astrónomos utilizaron la alta sensibilidad y resolución angular de ALMA, lo que les permitió obtener un atlas molecular sin precedentes de esta galaxia distante.
Un gas denso y rico en moléculas orgánicas complejas
Los investigadores descubrieron que el centro de NGC 253 alberga una gran cantidad de gas denso, el cual sirve como combustible para la formación de nuevas estrellas. Este gas molecular es más de diez veces más denso que el gas encontrado en el centro de la Vía Láctea. Además, los astrónomos identificaron una gran variedad de moléculas orgánicas complejas alrededor de las regiones de formación estelar activa.
Cuando las nubes de gas chocan entre sí, se generan ondas de choque que hacen que ciertas moléculas sean más fáciles de detectar con telescopios como ALMA. Gracias a esto, el estudio ALCHEMI logró duplicar el número de especies moleculares identificadas fuera de nuestra galaxia, ampliando así el atlas químico del Universo.
Aprendizaje automático para rastrear la formación estelar
Mediante técnicas de aprendizaje automático, los astrónomos pudieron identificar moléculas que actúan como trazadores eficaces de varias etapas de la formación estelar. Por ejemplo, se observaron especies mejoradas de hidrógeno molecular como H3O+ y HOC+ en regiones desarrolladas de brotes estelares, lo que indica la producción de energía por parte de estrellas masivas. Esto podría inhibir la formación estelar futura en esas áreas.
En NGC 253, muchas estrellas han explotado como supernovas, y estas poderosas explosiones de energía dificultan que el gas se una para formar nuevas estrellas. El estudio ALCHEMI proporcionó un atlas de 44 especies moleculares, y al aplicar técnicas de aprendizaje automático, los investigadores pudieron identificar qué moléculas están presentes en etapas específicas de la formación estelar.
Futuras observaciones y mejoras en ALMA
La identificación de moléculas trazadoras puede ayudar a guiar futuras observaciones de ALMA, especialmente con la mejora anticipada de la sensibilidad de banda ancha descrita en la hoja de ruta de desarrollo de ALMA 2030. Esta actualización permitirá el seguimiento simultáneo de múltiples moléculas trazadoras, lo que permitirá avanzar aún más en la comprensión de los astrónomos sobre cómo se forman las estrellas en galaxias distantes.
NGC 253: Una ventana al Universo temprano
NGC 253, también conocida como la Galaxia del Escultor, es una galaxia espiral barrada ubicada en la constelación del Escultor. Fue descubierta en 1783 por Caroline Herschel, y desde entonces ha sido objeto de numerosos estudios astronómicos. Se cree que las condiciones en NGC 253 son similares a las que existían en el Universo temprano, cuando la formación estelar era mucho más intensa. Por lo tanto, estudiar esta galaxia nos permite comprender mejor cómo evolucionaron las galaxias y cómo se formaron las estrellas en el pasado cósmico.