Hallan el origen de enormes ondas de radio intergalácticas hasta ahora inexplicables

Hace ya casi un lustro, el telescopio australiano Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) detectó algo que los astrofísicos no habían visto nunca: varios círculos de ondas de radio tan grandes que contenían galaxias enteras en su interior. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de California en San Diego, en EEUU, asegura haber descubierto qué pudo provocar la formación de estos impresionantes y extraños anillos.

Cualquier descubrimiento de un objeto espacial que se salga de lo común —estrellas, planetas, agujeros negros y galaxias— provoca gran agitación entre la comunidad científica. Lo que encontró el ASKAP en 2019 era insólito y causó una enorme polvareda de especulaciones y teorías que los astrofísicos de la Universidad de California parecen haber disipado en un artículo publicado recientemente en la prestigiosa revista Nature

Los misteriosos círculos de radio

El ASKAP detectó unas extrañas ondas de radio circulares (ORC) que tenían cientos de kiloparsecs de diámetro, un tamaño muy superior a los 30 kiloparsecs de diámetro que tiene la Vía Láctea. El descubrimiento provocó multitud de teorías sobre su origen y su composición, pero solo con los datos de radio en la mano nadie parecía dar con la tecla.

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El equipo dirigido por Alison Coil, catedrática de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de California en San Diego, estaba en esos momentos estudiando un tipo de galaxias masivas con brotes estelares que pueden proyectar vientos a grandes velocidades. Estas galaxias producen una cantidad excepcionalmente alta de estrellas, explican los investigadores, y cuando éstas mueren y explotan, lanzan el gas de la estrella y sus alrededores al espacio interestelar.

Si esas explosiones se dan en grandes cantidades y cerca de otras que estallen al mismo tiempo, provocan una fuerza que puede empujar el gas fuera de la propia galaxia en forma de vientos que pueden viajar a una velocidad de hasta 2.000 km/s.

"Estas galaxias son realmente interesantes", afirma Coil, "Se producen cuando dos grandes galaxias colisionan. La fusión empuja todo el gas hacia una región muy pequeña, lo que provoca un intenso aumento de formación estelar. Las estrellas masivas se queman rápidamente y, cuando mueren, expulsan su gas en forma de vientos de salida".

Ver las ondas de radio

Coil y su equipo quisieron comprobar si estas ondas de radio circulares eran una consecuencia de lo que sucede durante las últimas etapas de vida de las galaxias con brotes estelares. Para ello se fijaron en las ondas ORC 4, las primeras que se pueden ver desde el hemisferio norte.

Los anteriores estudios sobre las ORC 4 solo analizaban las emisiones de radio, así que el equipo decidió buscar también datos ópticos. Los investigadores usaron un espectrógrafo de campo integral para 'ver' lo que sucedía en el interior de las galaxias y simulaciones por ordenador que reproducen el tamaño y las propiedades del anillo de radio a lo largo de 750 millones de años, un poco menos de la edad estelar de ORC 4.

Los análisis con el espectrógrafo muestran una enorme cantidad de gas comprimido, caliente y mucho más luminoso que lo que se observa en galaxias medias. Mientras que las simulaciones indican la presencia de vientos galácticos que duraron 200 millones de años. Cuando el viento se paró, afirma el equipo, un nuevo shock hacia delante siguió expulsando gas a alta temperatura fuera de la galaxia y creó un anillo de radio. Mientras que una fuerza similar hacia atrás lanzó gas más frío al interior de la galaxia.

"Para que esto funcione se necesita un flujo de salida de gran masa, es decir, que expulse mucho material muy rápidamente. Y el gas circundante, justo fuera de la galaxia, tiene que ser de baja densidad, de lo contrario el shock se estanca. Estos son los dos factores clave", afirma Coil. "Resulta que las galaxias que hemos estado estudiando tienen estas altas tasas de salida de masa. Son raras, pero existen. Realmente creo que esto apunta a que los ORC se originan en algún tipo de vientos galácticos de salida".

Este descubrimiento no solo nos ayudará a entender mejor cómo son de raros estos vientos y cuál es su ciclo de vida, sino también a profundizar en nuestro conocimiento sobre la evolución del cosmos. "¿Pasan todas las galaxias masivas por una fase ORC? ¿Las galaxias espirales se vuelven elípticas cuando ya no forman estrellas?, se pregunta Coil. "Creo que podemos aprender mucho sobre las ORC y aprender de ellas".