Galaxia con brote estelar

Las Galaxias Antennae son un ejemplo de una gran galaxia con brote estelar formada desde la colisión de NGC 4038/NGC 4039. Créditos: NASA/ESA

Actividad de brote estelar en la zona central de la cercana galaxia enana NGC 1569 (Arp 210). Tomada por el Telescopio Espacial Hubble

Las galaxias con brote estelar son aquellas galaxias en las que tiene lugar una tasa de nacimiento de estrellas muy superior a la de una galaxia normal, ya sea en sus cúmulos globulares, nebulosas, etc. Estos brotes estelares se pueden detectar con telescopios de infrarrojos o rayos x entre otros.

NGC 6946, M 82, y NGC 253 son buenos ejemplos de galaxias con brotes estelares. En la galaxia NGC 4303, una galaxia activa de tipo Seyfert 2 de poca luminosidad, se ha observado la formación estelar gracias al Chandra y el STIS, con sus técnicas de ultravioleta. En la Gran Nube de Magallanes también se ha localizado con el satélite japones/europeo AKARI estrellas en formación.

Definiciones del brote estelar

Existen varias definiciones del término galaxia de brote estelar y no hay una definición exacta en la que los astrónomos estén deacuerdo. Sin embargo, muchos de ellos concuerdan en que su definición debe ir acompañada por alguno de estos tres factores:

1. el ritmo en el que la galaxia está convirtiendo el gas en estrellas (el ritmo de formación estelar, o SFR)
2. la cantidad disponible de gas del que las estrellas pueden estar formadas
3. la comparación del plazo de la formación de la estrella con el año p el período de rotación de la galaxia.

La Galaxia Baby Boom a 12.2. mil millones de años luz, actualmente genera 4.000 estrellas por año. Créditos: NASA

Tipos de brotes estelares

La clasificación de la categoría del brote estelar no es fácil ya que las galaxias con brote estelar no representan un tipo específico en sí mismas. Los brotes estelares pueden ser de galaxias espirales, y galaxias irregulares a menudo presentan nudos de brote estelar, a menudo en toda ella. Sin embargo, varios subtipos de brote estelar son actualmente objeto de debate entre los astrónomos:

• Galaxias Compactas Azules (GCA). Estas galaxias tienen comúnmente una masa pequeña, metalicidad baja, y poco polvo interestelar. Ésto último y contener un gran número de estrellas cálidas y jóvenes, hace que tengan a menudo colores azules y ultravioletas.

• Galaxias Infrarrojas Ultraluminosas (GIUL). Estás galaxias son objetos muy ricos en polvo, que enmascara el brote estelar. La radiación ultravioleta producida por la formación de estrellas es absorbida por el polvo y reirradiada en el espectro infrarojo en longitudes de ondas alrededor de 100 micrometros. Esto explica los colores rojos extremos asociados a las GIUL. No se sabe a ciencia cierta si la radiación UV es puramente producida por la formación estelar, algunos astronomos creen que las GIUL son alimentadas por galaxias activas. Las observaciones de rayos X de muchas GIUL que traspasan el polvo nos da a entender que muchos brotes estelares son sistemas de núcleo doble, sosteniendo la hipótesis de que las GIUL son alimentadas por formaciones estelares disparadas por grandes fusiones entre galaxias. Ejemplos de ésta clase son Arp 220 y NGC 6240.

• Galaxias de Wolf-Rayet, donde gran parte de estrellas brillantes son estrellas de Wolf-Rayet cómo por ejemplo NGC 4214.

• Galaxias Baby Boom, donde, incluso según los estándares de las galaxias de brote estelar, se forman un gran número de estrellas. [1]

Ingredientes y mecanismos de un brote estelar

Esencialmente para que se produzca el brote estelar, es necesaria una gran concentración de hidrógeno en un área pequeña, que puede causarse de diferentes maneras cómo por ejemplo la presencia de una barra que conduzca el gas al centro galáctico dónde se comprime e inicia el brote (el caso de por ejemplo NGC 253) e interacciones entre galaxias -tanto si colisionan entre sí (por ejemplo lo que ocurre en la Galaxias de las Antenas), cómo si no, provocándose en éste último caso inestabilidades en el disco de la(s) galaxia(s) implicadas que acaban por concentrar y comprimir el gas dando así lugar al brote (por ejemplo la galaxia M82)-

El interior de un brote estelar es un medio extremo. Tiene gran cantidad de hidrógeno molecular que forma estrellas masivas muy luminosas aglomeradas en cúmulos estelares, asociaciones OB, e incluso en super cúmulos estelares, las cuales son la fuente de potentes vientos estelares e ionizan el gas (principalmente hidrógeno) creando grandes regiones HII alrededor de ellas. El tiempo de vida de ésos astros es astronómicamente corto y acaban por estallar cómo supernovas ó incluso cómo hipernovas en el caso de las más masivas. Los remanentes de supernova de éstas interaccionan con el medio interestelar del brote pudiendo producir másers naturales además de -junto a los mencionados vientos estelares- expulsar material fuera de la galaxia (un fenómeno visto en por ejemplo las ya mencionadas galaxias NGC 253 y M82)

El estudio de galaxias con brote estelar cercanos puede ayudarnos a descifrar la formación y evolución galácticas. Numerosas galaxias distantes observadas en el Campo Profundo del Hubble son de éste tipo, pero su gran distancia hace que no puedan estudiarse en detalle. Desafortunadamente, los ejemplos cercanos son bastante raros y su abundancia va aumentando cuánto más lejos estén de nuestra galaxia, lo que se explica considerando que en el pasado, hace varios miles de millones de años, estaban más cercanas entre sí y con ello las colisiones e interacciones gravitatorias entre ellas eran mucho más comunes que hoy.

Otros ejemplos

Además de las ya mencionadas, otros ejemplos de galaxias con brote estelar son NGC 2903 y NGC 4449, y en el Catálogo Messier M83, M90, M95, y M100.