Messier 83, galaxia con dos corazones.

Una galaxia con dos corazones.
M83.

Esta nueva imagen de Hubble muestra la galaxia espiral M83, también conocida como la galaxia meridional del molinillo o molinete. Una de las galaxias espirales barradas más grandes y más cercanas a nosotros, esta galaxia es fantástica y misteriosa, ha sido anfitrión de un gran número de explosiones de supernovas, y se cree que tiene un doble núcleo al acecho en su núcleo central.

Messier 83 no es uno para mezclarse en el fondo. Situada a unos 15 millones de años luz de distancia en la constelación de Hydra (La serpiente del mar), es una de las galaxias más conspicuas de su tipo en nuestros cielos. Es un miembro prominente de un grupo de galaxias conocido como el Centaurus A o  el grupo M83 que también cuenta con la polvorienta Centaurus A y la irregular NGC 5253 como miembros.

Las galaxias espirales vienen en una variedad de tipos dependiendo de su apariencia y estructura, por ejemplo, la hermeticidad de sus brazos y las características del bulto central. Messier 83 tiene una "barra" de estrellas que cortan a través de su centro, llevando a su clasificación como espiral barrada. La Vía Láctea también pertenece a esta categoría.

Se piensa que estas barras actúan un poco como un embudo, canalizando el gas hacia dentro del centro de la galaxia. Este gas se utiliza para formar nuevas estrellas y también para alimentar el agujero negro central de la galaxia, explicando por qué muchas espirales barradas - incluyendo Messier 83 - tienen regiones centrales muy activas y luminosas.

Sin embargo, el centro de Messier 83 es ​​misterioso e inusual; El agujero negro supermasivo en su corazón no está solo. Esta sorprendente espiral muestra un fenómeno conocido como un doble núcleo, una característica que también ha sido detectado en la galaxia de Andrómeda, la galaxia espiral más cercana a nosotros. Esto no significa que Messier 83 contenga dos agujeros negros centrales, sino que su único agujero negro supermasivo puede ser rodeado por un disco de estrellas asimétrico, que orbita alrededor del agujero negro y crea la apariencia de un núcleo dual [1].

Además de este doble núcleo, Messier 83 ha recibido bastantes explosiones de supernova - seis en total que hemos observado (SN 1923A, SN 1945B, SN 1950B, SN 1957D, SN 1968L y SN 1983N). Este número es igualado por sólo dos galaxias más: Messier 61, que también tiene seis, y NGC 6946, que encabeza la lista con nueve. Además de estas explosiones, se han encontrado casi 300 remanentes de supernova, las sobras más viejas de estrellas explotadas, dentro de Messier 83, detectado usando los datos que componen esta imagen. Estas observaciones se utilizan para estudiar el ciclo de vida de las estrellas. Además de estos antiguos remanentes, se han identificado unos 3000 grupos de estrellas en Messier 83, algunos de los cuales son muy jóvenes con menos de 5 millones de años de antigüedad.

Esta imagen del mosaico utiliza observaciones tomadas por la cámara de campo ancho 3 de Hubble. Muestra la galaxia por completo, con los carriles oscuros del polvo, remiendos rojos ardientes del gas, y remiendos azules brillantes de la formación reciente de la estrella moteada a través de los brazos que giran en espiral. A pesar de que parece extensa, Messier 83 es ​​poco menos de la mitad del tamaño de la Vía Láctea.

Esta nueva imagen se publica hoy, 9 de enero de 2014, en la 223a reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Washington, DC, EE.UU.

Notas
[1] Esta región central es un lugar muy extraño. Ninguno de los dos componentes que componen el núcleo doble está realmente alineado con el centro cinemático de las galaxias - la región se infiere que es la parte central de Messier 83 de los movimientos de las estrellas dentro de la galaxia. El "segundo núcleo" no se ve directamente, sino que se detecta mediante el estudio de cómo la masa dentro de la galaxia se distribuye.

Crédito de la imagen: 
NASA, ESA, y el equipo de la herencia de Hubble (STScI / AURA), reconocimiento: William Blair (Johns Hopkins University)

El Remolino del Sur.
M83.

Ubicado a unos 15 millones de años-luz de distancia hacia la constelación de Hidra (la serpiente marina), Messier 83 es una espiral cercana, con una forma clásica de gran diseño. Es el miembro principal de un pequeño grupo de galaxias que incluye a NGC 5253 y unas 9 galaxias enanas. Messier 83 se extiende por 40.000 años-luz, haciéndola cerca de 2,5 veces más pequeña que nuestra propia Vía Láctea. Sin embargo, en algunos aspectos Messier 83 es bastante similar a nuestra propia galaxia. Tanto la Vía Láctea como Messier 83 poseen una barra a través de sus núcleos galácticos, el denso conglomerado espiral de estrellas que se ve en el centro de las galaxias.

Messier 83 ha sido una prolífica productora de supernovas, habiéndose observado seis en el siglo pasado. Esto es indicativo de una tasa excepcionalmente alta de formación de estrellas, lo que coincide con su clasificación de galaxia de estallidos estelares. A pesar de su apariencia simétrica, los 1.000 años-luz centrales de la galaxia muestran un nivel inusualmente alto de complejidad, conteniendo tanto un núcleo doble como un anillo doble alrededor del núcleo donde se registra de intensa formación estelar. La naturaleza del núcleo doble es incierta pero el origen del núcleo descentrado podría ser un centro remanente de una pequeña galaxia que se fusionó con Messier 83 en el pasado. Los cúmulos estelares en los anillos nucleares de estallidos estelares son principalmente estrellas jóvenes de entre 5 y 10 millones de años.

Esta fotografía está basada en información adquirida con el telescopio danés de 1,5 metros en el Observatorio La Silla de ESO en Chile, a través de tres filtros (B, V, R).

Crédito:
ESO/IDA/Danish 1.5 m/R. Gendler, S. Guisard (www.eso.org/~sguisard) and C. Thöne

M83, una explosión notable de un viejo agujero negro.
M83 con la fuente ultra luminosa de rayos X (ULX).

El Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA ha descubierto un extraordinario estallido de un agujero negro en la galaxia espiral M83, ubicada a unos 15 millones de años luz de la Tierra. Usando Chandra, los astrónomos encontraron una nueva fuente ultra luminosa de rayos X (ULX), objetos que emiten más rayos X que la mayoría de los sistemas binarios "normales" en los que una estrella compañera está en órbita alrededor de una estrella de neutrones o un agujero negro.

A la izquierda está una imagen óptica de M83 del Very Large Telescope en Chile, operado por el European Southern Observatory (ESO). A la derecha hay una imagen compuesta que muestra datos de rayos X de Chandra en datos rosa ​​y ópticos del Telescopio Espacial Hubble en azul y amarillo. El ULX se encuentra cerca de la parte inferior de la imagen compuesta.

En las observaciones de Chandra que se extendieron varios años, el ULX en M83 aumentó en brillo de rayos X por lo menos 3.000 veces. Este abrillantamiento repentino es uno de los cambios más grandes en rayos-X vistos nunca para este tipo de objeto, que no demuestran generalmente períodos inactivos.

Las imágenes ópticas revelan una fuente azul brillante en la posición de la ULX durante el estallido de rayos X. Antes del estallido no se ve la fuente azul. Estos resultados implican que el compañero del agujero negro en M83 es ​​una estrella gigante roja, de más de 500 millones de años, con una masa de al menos de cuatro veces la del Sol. Según modelos teóricos para la evolución de las estrellas, el agujero negro debe ser casi tan viejo como su compañero.

Los astrónomos piensan que la emisión óptica brillante y azul que se vio durante el estallido de rayos X debió de ser causada por un disco que rodeaba el agujero negro que se iluminó dramáticamente a medida que ganaba más material de la estrella compañera.

Otro ULX altamente variable con una vieja estrella roja como compañero a un agujero negro fue encontrado recientemente en M31. Las nuevas ULX en M83 y M31 proporcionan evidencia directa para una población de agujeros negros que son mucho más antiguos y más volátiles que los que normalmente se considera que se encuentran en estos objetos.

Los investigadores estiman un rango de masas para el ULX de M83 de 40 a 100 veces la del Sol. Masas inferiores de alrededor de 15 veces la masa del Sol son posibles, pero sólo si el ULX está produciendo más rayos X de lo previsto por los modelos estándar de cómo el material cae en los agujeros negros.

También se encontró evidencia de que el agujero negro en este sistema puede haberse formado de una estrella sorprendentemente rica en "metales", como los astrónomos llaman elementos más pesados ​​que el helio. El ULX se encuentra en una región que se conoce, a partir de observaciones anteriores, para ser rico en metales.

Un gran número de metales aumentan la tasa de pérdida de masa de las estrellas masivas, disminuyendo su masa antes de que se derrumben. Esto, a su vez, disminuye la masa del agujero negro resultante. Los modelos teóricos sugieren que con un alto contenido de metal solo deben formarse agujeros negros con masas inferiores a unas 15 veces la del Sol. Por lo tanto, estos resultados pueden desafiar estos modelos.

Esta sorprendentemente rica "receta" para un agujero negro no es la única explicación posible. También puede ser que el agujero negro es tan viejo que se formó en un momento en que los elementos pesados ​​eran mucho menos abundantes en M83, antes de la siembra por generaciones posteriores de supernovas. Otra explicación es que la masa del agujero negro es sólo 15 veces la del Sol.

Crédito:
Imagen de la izquierda: Óptica: ESO / VLT; 
Primer plano:
Rayos X: NASA / CXC / Curtin University / R.Soria et al., 
Optical: NASA / STScI / Middlebury College / F.Winkler et al.

M83, el primo pequeño de La Vía Láctea.
M83 en infrarrojos.

Esta espectacular galaxia espiral es conocida por los astrónomos como Messier 83. Coloquialmente, también se conoce como el Southern Pinwheel, el molinillo del Sur, debido a su similitud con la galaxia más septentrional de Pinwheel Messier 101. El Telescopio Espacial Spitzer de NASA nos muestra, en detalle espectacular, la estructura infrarroja de lo que Muchos piensan como nuestro propio primo más pequeño de la Vía Láctea.

Viviendo en el medio del disco de la Vía Láctea, vemos nuestra galaxia sólo desde un punto de vista obstruido que está al revés. Vemos Messier 83 casi cara a cara, dándonos la oportunidad de poder observar su disco en gran detalle. Esta información ayuda a los astrónomos a averiguar cómo sería nuestra propia galaxia si pudiéramos avanzar hacia un mejor punto de vista.

Al igual que la Vía Láctea, Messier 83 está clasificado como una galaxia espiral barrada debido al patrón de barras de estrellas que recorren su centro. Esta región de la barra es más interesante en el infrarrojo, ya que también podemos ver la curva en forma de S abierta de polvo (rojo) de corte a través de la barra estelar más lineal (azul-cian).

Este arco de polvo interior se conecta con los brazos espirales más herméticamente cerrados en el disco externo, vistos aquí como crestas verde-rojas brillantes. Entre los brazos espirales principales también vemos una compleja membrana de polvo que penetra todo el disco.

Mientras Messier 83 está a unos 15 millones de años luz de distancia, es en realidad una de las galaxias espirales más cercanas en el cielo. Esto les da a los astrónomos una excelente oportunidad de estudiar una galaxia que, aunque la mitad de grande, parece muy similar en estructura a nuestra propia galaxia de la Vía Láctea.

La luz infrarroja con longitudes de onda de 3,6 y 4,5 micras se muestra en azul y verde que muestra principalmente el resplandor de la luz de las estrellas. La luz de 8 micrones se representa en rojo; La contribución de la luz de las estrellas a 8 micras fue sustraída de los datos para mostrar mejor las estructuras de polvo cerca del centro de las galaxias.

Crédito
NASA / JPL-Caltech

Más allá de las fronteras de una galaxia
M 83 en ultravioleta.

Las regiones periféricas alrededor de la galaxia del sur de Pinwheel, o M83, se destacan en esta imagen compuesta del observatorio espacial GALEX de la NASA y del Very Large Array de la fundación de la ciencia nacional en Nuevo México. El pinwheel azul y rosado en el centro es el disco estelar principal de la galaxia, mientras que el aleteo, cinta-como las estructuras son sus brazos extendidos.

El Galaxy Evolution Explorer (GALEX) es un telescopio de exploración ultravioleta. Sus observaciones, mostradas aquí en azul y verde, destacan los racimos más lejanos de estrellas jóvenes de la galaxia a 140.000 años luz de su centro. Las observaciones Very Large Array muestran la emisión de radio en rojo. Destacan los átomos de hidrógeno gaseosos, o ingredientes crudos para las estrellas, que constituyen los brazos largos y extendidos.

Los astrónomos están emocionados de que los grupos de estrellas del bebé coincidan con los brazos extendidos, porque esto les ayuda a entender mejor cómo se pueden crear estrellas en los "bosques" de una galaxia. En esta imagen, la luz ultravioleta lejana es azul, la luz casi ultravioleta es verde y la emisión de radio a una longitud de onda de 21 centímetros es roja.

Crédito: 
NASA / JPL-Caltech / VLA / MPIA

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