Investigadores observan desde Canarias el interior de dos galaxias en proceso de fusión

El grupo de investigadores 'Los Piratas', entre los que se encuentran varios españoles del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha observado el interior de un sistema en interacción en el que dos galaxias chocan, fusionándose y alimentando los dos agujeros negros de sus respectivos núcleos utilizando el instrumento CanariCam, instalado en el Gran Telescopio Canarias (GTC). Las dos galaxias en colisión (NGC3690 + IC694) han formado un nuevo sistema, denominado Arp299, que se encuentra en una etapa relativamente temprana de su accidentado encuentro. Ambas galaxias tienen un núcleo activo --denominado AGN, Active Galactic Nucleus-- que alberga un agujero negro en su interior y, por primera vez, se ha podido aislar la emisión en el infrarrojo medio de estos dos núcleos que interactúan y emiten de forma simultánea.

Penetrar en el corazón de esas densas zonas es complicado debido a que, en su mayor parte, están rodeados por un toro compuesto de gas y polvo que bloquea la emisión de los agujeros negros, además de polvo y gas provenientes de las galaxias que los albergan; sin embargo, gracias a instrumentos como CanariCam, que trabaja en el rango del infrarrojo medio, combinado con la capacidad colectora del GTC, se puede observar el interior de estas densas regiones para ver qué ocurre más allá del toro. La interacción del sistema Arp 299 se inició al menos hace 750 millones de años, pero el sistema aún no se ha fusionado del todo. Se trata de un sistema LIRG (Luminous Infrared Galaxy) y la principal causa de su inmensa emisión es la intensa actividad de formación estelar que tiene lugar en el sistema, es decir, en las regiones nucleares, los brazos espirales y también en la zona de choque de las dos galaxias.

"Trabajos anteriores indicaban la presencia de actividad en los núcleos de ambas galaxias", afirma Almudena Alonso Herrero, quien lidera este trabajo, pero "gracias a la gran resolución angular de los datos obtenidos por GTC/CanariCam se han mejorado en un factor diez las observaciones de este sistema llevadas a cabo anteriormente en el infrarrojo medio, y los datos obtenidos muestran la presencia de actividad en lo más profundo de ambos núcleos", añade. La emisión en el infrarrojo medio del núcleo de NGC3690 -la galaxia del sistema situada al oeste- puede explicarse como la reemisión del polvo que se encuentra en el toro grumoso y que ha sido calentado por el AGN. Por su parte, el espectro nuclear de IC694 -la galaxia del sistema situada al este- muestra una brillante emisión de hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH) originada en una región profunda y que indica la presencia de una intensa actividad de formación estelar en esta zona, así como evidencia de polvo calentado por el AGN.

Así, por primera vez se ha podido detectar y diferenciar la emisión en el infrarrojo cercano de los dos AGN en Arp299, que interactúan y emiten de forma simultánea. Según las predicciones de modelos teóricos, la actividad de ambos AGN sólo ocurriría simultáneamente en aproximadamente el 10% de la duración de la interacción, especialmente durante la separación de los núcleos de Arp299. Por tanto, Arp299 representa un interesante caso de estudio para probar predicciones teóricas sobre la actividad simultánea de dos núcleos de galaxias activos durante las primeras etapas del choque galáctico, comentó la investigadora.

El equipo 'Los Piratas' se creó con el fin de optimizar la explotación de los datos obtenidos con tiempo garantizado y tiempo abierto de observación en los instrumentos T-ReCS, instalado en el telescopio Gemini-Sur, y CanariCam, en el Gran Telescopio Canarias. El grupo incluye astrónomos de España, México, Estados Unidos, Alemania, Italia y Gran Bretaña, uniendo las capacidades de personas que destacan en áreas como la construcción de instrumentos, desarrollo de modelos, técnicas observacionales y, sobre todo, por la amplia experiencia que poseen en estos campos.