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Las galaxias lenticulares más masivas pudieron formarse por fusión de otras

El origen de las galaxias lenticulares, aquellas con disco pero sin patrón espiral, sigue siendo un misterio para los astrofísicos. Un equipo internacional, dirigido por la Universidad Complutense de Madrid, ha estudiado con simulaciones numéricas si algunas pudieron generarse mediante fusiones de otras galaxias. Los resultados han sido positivos: ciertos remanentes fruto de estas colisiones reproducen muy bien la compleja estructura de las lenticulares reales.

Simulación de la formación de una galaxia lenticular por fusión de dos espirales (cuatro paneles de la izquierda) y cuatro imágenes de galaxias reales (Arp 87, ESO 576-69, NGC 5010, NGC 2787, a la derecha) que pudieran estar en estados análogos. / GalMer, NASA, ESA y The Hubble Heritage

Existe cierta controversia sobre cómo se formaron las galaxias lenticulares, un tipo considerado intermedio entre las espirales y las elípticas, ya que cuentan con disco galáctico, como las primeras, pero carecen de formación estelar y brazos espirales, como en las últimas.

Hasta ahora, algunas hipótesis descartaban que pudieran originarse por violentas fusiones de dos galaxias porque eso dañaría el frágil disco central con el que cuentan, pero un nuevo estudio, dirigido por la Universidad Complutense de Madrid (UCM), refuta estos planteamientos.

Algunas hipótesis descartaban que pudieran originarse por violentas fusiones porque eso dañaría su frágil disco central

“A través de diferentes simulaciones hemos observado la posibilidad de que pudieran formarse a partir de la fusión de otras galaxias”, explica Alejandro Borlaff, investigador del departamento de Astrofísica y Ciencias de la Atmósfera de la UCM y uno de los autores del estudio.

Utilizando la base de datos GalMer del proyecto Horizon, en la que se simulan miles de choques galácticos –en función de parámetros como la masa, la órbita, la velocidad y el tipo morfológico de las galaxias progenitoras–, los científicos han analizado los remanentes resultantes de estos choques. Aquellos de tipo lenticular presentaban estructuras globales que reproducen muy bien los datos de galaxias reales.

“Resulta curioso que estructuras de disco tan delicadas como las que observamos en estas galaxias hayan resultado de un proceso tan violento como una fusión”, reconoce Borlaff.

Además, las galaxias generadas por fusiones presentan una estructura del disco muy característica de las lenticulares reales. A diferencia de lo que ocurre en otras, en las que el brillo superficial decae desde el centro hacia afuera linealmente de forma constante, en estas, la zona más externa del disco tiende a decaer más suavemente que en la zona interna. A esto se le denomina disco antitruncado y aparece en el 70% de los casos simulados.

Las galaxias generadas por fusiones presentan una estructura del disco muy característica de las lenticulares reales

Estudio de la rotación estelar

“Actualmente, estamos analizando cómo rotan las estrellas en estos remanentes y con qué velocidades, porque las galaxias lenticulares reales también presentan peculiaridades en este sentido, comparadas con otras”, comenta la investigadora principal del proyecto, Carmen Eliche-Moral, del mismo departamento.

“En el caso de que estas simulaciones también sean capaces de reproducir la compleja cinemática de las lenticulares reales, habría que comenzar a cuestionar la idea que actualmente se tiene de que estas no pueden haberse originado por medio de fusiones galácticas”, recalca la científica.

En el estudio, publicado en la revista Astronomy & Astrophysics, participan también investigadores del CSIC, la Universidad de la Laguna, el Instituto de Astrofísica de Canarias, la Universidad Nacional Autónoma de México y el Instituto Max-Planck (Alemania).

Referencia bibliográfica:

Alejandro Borlaff, M. Carmen Eliche-Moral, Cristina Rodríguez-Pérez, Miguel Querejeta, Trinidad Tapia, Pablo G. Pérez-González, Jaime Zamorano, Jesús Gallego, John Beckman. “Formation of S0 galaxies through mergers. Antitruncated stellar discs resulting from major mergers”. Astronomy & Astrophysics 570, 103, 2014. DOI: 10.1051/0004-6361/201424299.

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