Nuevas Perspectivas sobre la Galaxia en Fusión Arp 220

Arp 220 es un sistema de galaxias en fusión bastante conocido que ha llamado la atención por sus propiedades interesantes, especialmente por su emisión única de MegaMaser de hidróxido (OH). Recientemente, observamos esta galaxia nuevamente usando técnicas avanzadas para obtener más información sobre su estructura y comportamiento.

#¿Qué es Arp 220?

Arp 220 es un sistema de galaxias que consta de dos partes principales, a menudo llamadas núcleos. Se encuentra relativamente cerca de nosotros en términos cósmicos, lo que facilita su observación. Una de las características únicas de Arp 220 es su fuerte emisión de MegaMaser de OH, que se descubrió por primera vez cuando los astrónomos buscaban absorción en otras fuentes celestiales.

La galaxia está clasificada como una Galaxia Infrarroja Ultra-luminosa (ULIRG), lo que significa que emite mucha luz infrarroja debido a la intensa Formación de Estrellas, que a menudo es provocada por interacciones entre galaxias.

#Observaciones Recientes

Las últimas observaciones se centraron en dos instrumentos principales: la Red de Interferometría de Radio de Elementos Múltiples (MERLIN) y la Red de Interferometría de Muy Larga Base de Europa (EVN). Estas herramientas permitieron a los científicos crear imágenes detalladas y recopilar más datos sobre las emisiones de línea de OH en la galaxia.

Los resultados mostraron que las emisiones de los dos núcleos eran consistentes con observaciones anteriores, confirmando estructuras adicionales a su alrededor. Las observaciones proporcionaron información valiosa sobre cómo se distribuyen los componentes de la galaxia en torno a los núcleos.

#La Estructura de Arp 220

En nuestra imagen de Arp 220, encontramos que el núcleo Oeste es más compacto mientras que el núcleo Este parece más extendido. También hay una cresta de emisiones extendida que se extiende entre y debajo de estos dos núcleos. Esta estructura es importante porque sugiere que hay formación de estrellas en curso en ambos núcleos.

Además, los datos de la línea espectral indican que las principales fuentes de emisiones de línea de OH provienen de material molecular ubicado frente a estos núcleos. Este material molecular es parte de una estructura más grande que rodea ambas regiones nucleares.

#Formación de Estrellas en Arp 220

La presencia de estrellas formándose en Arp 220 es significativa. Los datos muestran que las emisiones compactas de OH en los núcleos pueden estar vinculadas a regiones de formación estelar. Estas emisiones ayudan a definir las velocidades de los núcleos Este y Oeste, que se miden en aproximadamente 5425 y 5360, respectivamente.

Curiosamente, el material en primer plano alrededor de estos núcleos tiene una velocidad más baja que los núcleos mismos, que se mide en alrededor de 5314 y 5254. Esta diferencia en velocidad proporciona pistas sobre la dinámica dentro de las galaxias.

#Amplificación de Maser

Las emisiones observadas confirman un escenario en el que las emisiones de fondo de regiones de formación estelar son amplificadas por gas excitado cercano. Este proceso es importante porque ayuda a mejorar las señales que recibimos de las regiones nucleares. Esencialmente, la radiación infrarroja lejana (FIR) que proviene de estas regiones sirve para excitar el gas circundante, lo que lleva a emisiones más fuertes.

#Combinando Datos de MERLIN y EVN

Los datos combinados de MERLIN y EVN nos permiten crear una imagen más completa de Arp 220. Al fusionar estos conjuntos de datos, podemos lograr una resolución intermedia que revela tanto componentes compactos como extendidos en la galaxia.

La fusión de datos fue esencial para detectar detalles sutiles en las emisiones que podrían pasarse por alto al usar solo un conjunto de observaciones. La combinación proporciona una visión más clara de la estructura general de la galaxia.

#La Emisión del Continuo

En las observaciones recientes, notamos la emisión del continuo de 1.6-GHz de Arp 220. Esta emisión ayuda a proporcionar un contexto para entender las emisiones de línea de OH. Los mapas de continuo mostraron una estructura de doble componente, confirmando hallazgos anteriores y añadiendo más detalle sobre la estructura de la galaxia.

Las propiedades observadas del continuo también indican que hay regiones de formación de estrellas y escombros de las galaxias en fusión.

#La Importancia de las Emisiones de CO

Las observaciones de las emisiones de Monóxido de carbono (CO) ayudan a proporcionar contexto adicional para entender la dinámica de Arp 220. Las emisiones de CO muestran tendencias y características que se alinean con las posiciones de las emisiones de OH, indicando una correlación entre ambas.

Es notable que el CO emite ampliamente en la galaxia, y analizar sus emisiones junto con las de OH mejora nuestra comprensión de las relaciones físicas entre los diferentes componentes de Arp 220.

#Velocidad y Dinámica

La dinámica de velocidad en Arp 220 exhibe patrones interesantes, especialmente con las diferencias entre las velocidades sistémicas de los núcleos Este y Oeste y el material en primer plano. Estos gradientes de velocidad sugieren que hay interacciones complejas en juego dentro del sistema de galaxias en fusión.

Tales observaciones ayudan a sacar conclusiones sobre las condiciones bajo las cuales está ocurriendo la formación de estrellas y cómo el gas y el polvo están interactuando dentro de las regiones nucleares de las galaxias.

#Características de las Emisiones de OH

Las características de las emisiones de OH en Arp 220 muestran una variabilidad significativa dependiendo de las regiones que se están observando. Algunas emisiones son compactas y de alta brillantez, mientras que otras son más difusas y de baja brillantez. Esta variabilidad proporciona información sobre los diferentes entornos presentes dentro de la galaxia.

Las diferencias en las relaciones de línea también indican condiciones variadas en las emisiones, sugiriendo que las regiones están experimentando diferentes procesos físicos. Los datos nos permiten inferir aspectos sobre la temperatura y la densidad de las regiones que estamos observando.

#Flujos de Salida e Interacciones

Uno de los aspectos intrigantes de Arp 220 es la presencia de flujos de salida detectados en observaciones anteriores de emisiones de OH. Estos flujos podrían estar conectados a las intensas interacciones entre las dos galaxias en fusión, que probablemente conducen a la eyección de material a altas velocidades.

La importancia de estos flujos radica en sus implicaciones para entender el ciclo de vida de las galaxias durante eventos de fusión. Proporcionan pistas sobre cómo se transportan el gas y el polvo dentro de las galaxias y cómo estas dinámicas moldean los procesos de formación de estrellas.

#El Papel del Material en Primer Plano

La presencia de material en primer plano complica la imagen de Arp 220. Este material interactúa con la radiación emitida por los núcleos, y las emisiones resultantes pueden amplificarse debido a las propiedades del gas excitado frente al núcleo.

Entender el papel del material en primer plano ayuda a aclarar por qué vemos ciertas características en las emisiones espectrales. También nos permite comprender mejor las condiciones necesarias para la actividad observada de MegaMaser de OH.

#Implicaciones para la Investigación Futura

Los hallazgos de los estudios de Arp 220 brindan información valiosa que puede informar futuras investigaciones. A medida que los científicos continúan examinando sistemas de fusión similares, los datos de Arp 220 pueden servir como un estudio de caso para comprender los procesos complejos involucrados en la formación y evolución de galaxias.

Además, las técnicas utilizadas en estas observaciones pueden aplicarse a otras galaxias, expandiendo nuestro conocimiento del universo y cómo interactúan las galaxias. Cada nuevo hallazgo ayuda a juntar el gran mosaico de la evolución cósmica, brindando a los investigadores más herramientas para analizar el universo.

#Conclusión

En resumen, Arp 220 presenta un caso fascinante de fusión galáctica, formación de estrellas e interacciones complejas. Las observaciones recientes usando instrumentos avanzados como MERLIN y EVN han proporcionado datos esenciales que mejoran nuestra comprensión de este sistema de galaxias único.

A través del análisis cuidadoso de diferentes emisiones, velocidades y dinámicas, los investigadores pueden unir los comportamientos intrincados de las galaxias durante eventos de fusión. Es importante que el estudio continuo de Arp 220 y sistemas similares contribuya a nuestra comprensión más amplia de cómo evolucionan e interactúan las galaxias a escala cósmica.