Gas de galaxias tras un estallido estelar escondido a plena vista

Científicos han descubierto que las galaxias posteriores al estallido estelar condensan su gas en lugar de expulsarlo, lo que plantea qué es lo que realmente les impide formar estrellas.

Anteriormente se pensaba que las galaxias posteriores al estallido estelar dispersaban todo su gas y polvo, el combustible necesario para crear nuevas estrellas, en violentos estallidos de energía y con una velocidad extraordinaria.

Ahora, nuevos datos del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) revelan que, después de todo, estas galaxias no dispersan todo su combustible de formación estelar. En cambio, después de su supuesto final, estas galaxias inactivas retienen y comprimen grandes cantidades de gas turbulento altamente concentrado. Pero contrariamente a lo esperado, no lo están usando para formar estrellas. Los resultados se publican en The Astrophysical Journal.

En la mayoría de las galaxias, los científicos esperan que el gas se distribuya de manera similar a la luz de las estrellas. Pero para las galaxias posteriores al estallido estelar, o PSB, este no es el caso. Los PSB son diferentes de otras galaxias porque nacen después de colisiones violentas o fusiones entre galaxias. Las fusiones de galaxias suelen desencadenar explosiones masivas de formación de estrellas, pero en las PSB, esta explosión se ralentiza y se detiene casi por completo tan pronto como comienza.

Como resultado, los científicos creían previamente que quedaba poco o nada de combustible para la formación de estrellas en las fábricas centrales de formación de estrellas de estas galaxias. Y hasta ahora, la creencia era que los gases moleculares se habían redistribuido a radios mucho más allá de las galaxias, ya sea a través de procesos estelares o por los efectos de los agujeros negros. Los nuevos resultados desafían esta teoría.

“Sabemos desde hace algún tiempo que grandes cantidades de gas molecular permanecen en las proximidades de las PSB, pero no hemos podido decir dónde, lo que a su vez nos ha impedido comprender por qué estas galaxias dejaron de formar estrellas. Ahora, tenemos descubrió una cantidad considerable de gas restante dentro de las galaxias y ese gas restante es muy compacto”, dijo en un comunicado Adam Smercina, astrónomo de la Universidad de Washington e investigador principal del estudio.

“Si bien este gas compacto debería estar formando estrellas de manera eficiente, no es así. De hecho, es menos del 10 por ciento tan eficiente como se espera que sea un gas compacto similar”.

Además de ser lo suficientemente compacto como para formar estrellas, el gas en las galaxias inactivas o inactivas observadas tenía reservada otra sorpresa para el equipo: a menudo estaba ubicado en el centro, aunque no siempre, y era sorprendentemente turbulento. Combinadas, estas dos características generaron más preguntas que respuestas para los investigadores.

“Las tasas de formación de estrellas en las PSB que observamos son mucho más bajas que en otras galaxias, aunque parece haber mucho combustible para sostener el proceso”, dijo Smercina. “En este caso, la formación de estrellas puede ser suprimida debido a la turbulencia en el gas, al igual que un viento fuerte puede suprimir un incendio. Sin embargo, la formación de estrellas también puede verse favorecida por la turbulencia, al igual que el viento puede avivar las llamas, por lo que entender lo que está generando esta energía turbulenta, y cómo exactamente está contribuyendo a la latencia, es una cuestión pendiente de este trabajo”.

Decker French, astrónomo de la Universidad de Illinois y coautor de la investigación, agregó: “Estos resultados plantean la cuestión de qué fuentes de energía están presentes en estas galaxias para impulsar la turbulencia y evitar que el gas forme nuevas estrellas. Una posibilidad es energía del disco de acreción de los agujeros negros supermasivos centrales en estas galaxias”.

Una comprensión clara de los procesos que gobiernan la formación de estrellas y galaxias es clave para brindar contexto al universo y nuestro lugar en él. El descubrimiento de gas compacto y turbulento en galaxias inactivas les da a los investigadores una pista más para resolver el misterio de cómo las galaxias en particular viven, evolucionan y mueren en el transcurso de miles de millones de años. Y eso significa investigaciones futuras adicionales con la ayuda del receptor de 1,3 mm de ALMA, que ve lo que de otro modo sería invisible con absoluta claridad.

J.D. Smith, astrónomo de la Universidad de Toledo y coautor de la investigación, dijo: “Hay mucho sobre la evolución de una galaxia típica que no entendemos, y la transición de sus vibrantes vidas de formación de estrellas a la quietud. es uno de los períodos menos entendidos. Aunque los estallidos posteriores a estrellas eran muy comunes en el universo primitivo, hoy en día son bastante raros. Esto significa que los ejemplos más cercanos todavía están a cientos de millones de años luz de distancia, pero estos eventos presagian el resultado potencial de una colisión, o fusión, entre la galaxia de la Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda dentro de varios miles de millones de años. Solo con el increíble poder de resolución de ALMA podríamos escudriñar profundamente los depósitos moleculares que quedaron ‘después de la caída'”.

Smercina agregó: “A menudo, como astrónomos, intuimos las respuestas a nuestras propias preguntas antes de las observaciones, pero esta vez, aprendimos algo completamente inesperado sobre el universo”.

Los resultados del estudio se publican hoy en The Astrophysical Journal.

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