Un estudio internacional liderado por la investigadora del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) Almudena Prieto ha hallado nuevos lugares de formación de estrellas, en forma de pequeños y débiles cúmulos estelares, alrededor del centro de una galaxia evolucionada. Es la primera vez que se ha logrado aislar y datar con gran precisión a poblaciones jóvenes de estrellas en este tipo de galaxias, en las que predominan las estrellas ancianas, denominadas “galaxias viejas rejuvenecidas”. En la investigación se han utilizado observaciones combinadas de diferentes telescopios, tanto espaciales como terrestres, así como técnicas innovadoras de análisis de datos. Los resultados se publican en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Los cúmulos estelares son enormes concentraciones de miles o decenas de miles de estrellas ligadas gravitatoriamente entre sí en una región extremadamente compacta de unas pocas decenas de años luz de diámetro, lo que equivale a una fracción minúscula del tamaño de una galaxia.

Los cúmulos son importantes en muchas áreas de la astronomía, ya que casi todas sus estrellas nacieron aproximadamente al mismo tiempo a partir del material de una misma nube molecular, por lo que proporcionan información valiosa sobre muchos procesos astrofísicos que ocurren en sus galaxias anfitrionas.

Una reciente investigación internacional, liderada por el IAC, ha detectado una constelación de cúmulos estelares muy débiles en los que se están formando estrellas muy jóvenes. Lo intrigante es que esta nueva generación de estrellas está sucediendo en el centro de una galaxia ya anciana, la cercana NGC 1386, situada a 53 millones de años luz de la Tierra y dominada por una enorme población de estrellas viejas.

“Todos estos cúmulos aparecen distribuidos como pequeñas perlas en un anillo alrededor del centro de la galaxia. Sorprendentemente, son todos idénticos, por lo que pensamos que se crearon al mismo tiempo como un acontecimiento sincronizado, hace aproximadamente 4 millones de años”, explica Almudena Prieto, investigadora del IAC y primera autora del estudio.

Hasta ahora, la mayoría de los datos indicaban que la formación de estrellas en las galaxias disminuye constantemente con el tiempo. Sin embargo, en los últimos años han aparecido evidencias de las llamadas “galaxias viejas rejuvenecidas”, es decir, galaxias que muestran señales de un ritmo de formación estelar creciente en épocas recientes.

A diferencia de estudios anteriores, la actual investigación ha conseguido, por primera vez, aislar espacialmente estas poblaciones de estrellas jóvenes y datar con precisión su edad en el centro de una de estas galaxias ancianas. Para conseguirlo, se han utilizado imágenes de muy alta resolución angular obtenidas por algunos de los mayores telescopios del mundo, como el Very Large Telescope (VLT), el Hubble Space Telescope (HST) y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), entre otros. 

“También se han utilizado nuevas técnicas que, en conjunto, nos han permitido aislar espacialmente unos 61 cúmulos estelares, en longitudes de onda ópticas y del infrarrojo cercano, y separar temporalmente algunas de las fases evolutivas de la formación estelar”, señala Juan A. Fernández-Ontiveros, investigador del Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA) y coautor del trabajo.

Cúmulos alimentados por filamentos de materia 

El resultado obtenido, que desafía las expectativas del escenario estándar, también revela cuál ha sido el mecanismo que está contribuyendo a esta inusual formación de estrellas. “El paradigma es que no hay mucho material en esta vieja galaxia para crear nuevas estrellas ­–señala la investigadora–; no importa, esta galaxia se las ha arreglado para adquirir los suministros necesarios de sus regiones más remotas, en los bordes de su disco estelar”.

El equipo ha conseguido visualizar cómo el núcleo de la galaxia captura material de largos filamentos de polvo y material molecular que circulan desde la región exterior de la galaxia hasta su centro, donde se forman las nuevas estrellas. “Estos filamentos se ven directamente en nuestros mapas de polvo de alta resolución angular obtenidos con el VLT y el HST, como dedos oscuros, y en nuestra imagen de ALMA, como filamentos brillantes”, añade Prieto.

La investigación también ha descubierto que este anillo de cúmulos estelares no es el último episodio de formación estelar de esta galaxia. Según los datos obtenidos por ALMA, parece que un nuevo episodio de rejuvenecimiento está en ciernes. “Hemos detectado un segundo anillo de unas 70 nubes moleculares que, como los actuales cúmulos estelares, son todos idénticos entre sí, por lo que un nuevo proceso de formación estelar se espera para dentro de unos 5 millones de años”, concluye la autora del estudio.

Este estudio forma parte del proyecto PARSEC que tiene como objetivo investigar, en múltiples longitudes de onda, el núcleo de las galaxias más cercanas y los procesos de acreción de los agujeros negros. Liderado por el IAC, el proyecto lo forman cerca de 50 miembros de instituciones de un gran número de países.

Artículo: Almudena Prieto et al. “The PARSEC view of star formation in galaxy centres: from protoclusters to star clusters in an early-type spiral”. MNRAS 2024. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stae1822

Contacto en el IAC:
Almudena Prieto, almudena.prieto [at] iac.es (almudena[dot]prieto[at]iac[dot]es)