¿Qué tan grande puede llegar a ser una galaxia? Los astrónomos han pasado décadas tratando de responder esa pregunta, y un nuevo estudio de IC 1101, la gigante elíptica en el corazón del cúmulo Abell 2029, ha empujado el límite superior conocido más lejos que nunca.
Usando las imágenes más profundas jamás tomadas de esta galaxia, obtenidas con la Cámara de Gran Campo del Telescopio Isaac Newton (INT/WFC) en Chile, un equipo liderado por Carlos Marrero-de la Rosa e Ignacio Trujillo ha confirmado que el cuerpo principal de IC 1101 se extiende hasta un radio de borde de 260 kiloparsecs (848.000 años luz) a lo largo de su semieje mayor. Esto le da un diámetro confirmado de aproximadamente 520 kiloparsecs, o alrededor de 1,7 millones de años luz. A modo de comparación, el disco estelar de la Vía Láctea abarca aproximadamente 100.000 años luz.
El estudio, aceptado para su publicación en Astronomy & Astrophysics, alcanzó una profundidad de brillo superficial de 30 magnitudes por segundo de arco cuadrado, lo suficientemente profunda para detectar las extremidades exteriores más débiles de la galaxia. A ese nivel, el equipo utilizó modelado avanzado de función de dispersión de punto y una técnica híbrida de deconvolución basada en wavelets para restar la luz dispersada tanto de las estrellas como de la propia galaxia, revelando el borde verdadero.
En el extremo superior de la relación masa-tamaño
IC 1101 encierra aproximadamente 3,4 billones de masas solares en estrellas, ubicándola en el extremo superior de la relación masa-tamaño de las galaxias. El radio de borde de 260 kpc se encuentra entre los más grandes jamás medidos para cualquier galaxia, confirmando a IC 1101 como la galaxia más extensa conocida.
Pero la galaxia no es un relicto estático. Las imágenes ultra profundas revelan una gran cantidad de características asimétricas de muy bajo brillo superficial alrededor de las afueras de la galaxia. Estas características se correlacionan espacialmente con perturbaciones en el medio intracúmulo de Abell 2029 previamente observadas en estudios de rayos X, lo que sugiere que IC 1101 está acrecentando activamente material de su entorno.
“Las afueras muestran firmas claras de ensamblaje de masa en curso, lo que indica que su extensión espacial todavía está creciendo”, reportan los autores. Esto significa que incluso en su tamaño ya récord, IC 1101 aún no ha alcanzado su forma final.
Una galaxia cD en el corazón de un cúmulo
IC 1101 está clasificada como una galaxia cD, un tipo de elíptica supergigante que se encuentra en los centros de cúmulos de galaxias ricos. Estas galaxias crecen canibalizando galaxias más pequeñas que caen en el cúmulo y acrecentando gas intracúmulo. El cúmulo Abell 2029, ubicado a aproximadamente 1.150 millones de años luz de distancia en la constelación de Virgo, proporciona un rico terreno de alimentación.
La galaxia también alberga uno de los agujeros negros supermasivos más grandes jamás descubiertos, con una masa estimada entre 50 y 70 mil millones de masas solares, y posee el núcleo difuso más grande de cualquier galaxia conocida. Las propiedades del núcleo sugieren que la fusión de agujeros negros centrales durante la formación de la galaxia pudo haber expulsado estrellas fuera de la región del núcleo, creando el déficit de masa estelar observado.
La cuestión de un límite superior
El estudio proporciona una restricción observacional a una de las preguntas fundamentales abiertas en astrofísica: ¿existe un tamaño máximo que las galaxias no puedan superar? La existencia de IC 1101 a 520 kpc, aún creciendo activamente, sugiere que el límite superior podría ser más alto de lo que se pensaba anteriormente. La dinámica gravitacional, el suministro de gas y el entorno del cúmulo juegan todos un papel en la determinación de la extensión última de una galaxia, pero IC 1101 indica que la naturaleza puede construir estructuras mucho más grandes que la Vía Láctea.
Si galaxias aún más grandes esperan ser descubiertas, quizás en cúmulos más ricos que Abell 2029, sigue siendo una pregunta abierta. Por ahora, IC 1101 mantiene el récord, y no ha terminado de crecer.
Traducido por Alessandra