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Las galaxias que crecen rápido dejan de fabricar estrellas


 

El estudio confirmaría que la rápida creación de estrellas en las galaxias y sus posteriores supernovas obstaculizan el surgimiento de otra generación de estrellas

Los astrónomos habían asumido desde hace mucho tiempo que cuando una galaxia produce demasiadas estrellas demasiado rápido, reduce de forma muy importante su capacidad para producir nuevas estrellas en el futuro. Ahora, un grupo de astrónomos que incluye a Fabian Walter, del Max Planck Institute for Astronomy, ha obtenido las primeras imágenes detalladas de este tipo de comportamiento autolimitativo por parte de las galaxias: se ha registrado una pérdida de gas molecular, la base necesaria para la formación de las estrellas, que procede de las regiones en las que éstas se forman en la Galaxia Sculptor (NGC 253). Las observaciones se han llevado a cabo con el nuevo telescopio ALMA, de Chile, que cuenta con una amplia variedad de opciones para el trabajo de investigación de los astrónomos.

Las galaxias, que son sistemas que contienen más de miles de millones de estrellas, como sucede con nuestra Vía Láctea, son los elementos básicos sobre los que se construye el cosmos. Una ambiciosa meta de la astronomía contemporánea es entender la forma en la que las galaxias ha evolucionado desde las pequeñas protogalaxias de después del ‘big bang’ hasta ahora. Una cuestión clave en lo referente a la formación de las estrellas es: ¿qué determina el número de estrellas que se forman en una galaxia?

Uno de los ingredientes esenciales de los modelos actuales de la evolución de las galaxias son los mecanismos por los que la actual formación en curso de las estrellas puede, de hecho, inhibir la futura formación de estrellas: cuando las nuevas estrellas se forman, una parte de ellas son muy grandes. Las estrellas de gran tamaño relucen con mucho brillo, y su intensa radiación produce ‘vientos estelares’, y pérdidas de gas y plasma que pueden llegar a ser suficientemente fuertes como para empujar el gas totalmente fuera de la galaxia.

 


Esta es una visualización falsamente coloreada de los datos recogidos por el ALMA sobre la fase ‘starbust’ de la galaxia NGC 253. El color codifica la información sobre la intensidad de la luz recibida del gas, desde la borrosa luz azul hasta la brillante radiación en rojo. Ésta y otras visualizaciones similares ayudan a los astrónomos a identificar las pérdidas moleculares que surgen de la zona central del ‘starbust’ de esta galaxia. Imagen cortesía de E. Rosolowsky (University of Alberta)


Además, las estrellas gigantes terminan su breves vidas (en comparación con las del resto) con una espectacular explosión (las supernovas), expulsando su carcasa externa, junto con algunos materiales que se puedan encontrar en su camino, hacia el espacio exterior. Consecuentemente, la formación intensiva de estrellas, conocida como ‘starbust’, y la formación de muchas estrellas masivas resultante de ella, puede obstaculizar el crecimiento de futuras generaciones de estrellas. Después de todo, el gas molecular que ha sido expulsado fuera de la galaxia no puede servir como un material base a partir del cual se construya una nueva galaxia. Éste es, por tanto, un límite para el crecimiento galáctico.

Estas eran las conclusiones que se había alcanzado, aunque nunca se había podido llevar a cabo la observación directa de las evidencias de la expulsión de gas molecular como consecuencia de las fases de ‘starbust’. Hasta ahora, cuando un equipo de astrónomos de la Universidad de Maryland y el College Park, liderados por Alberto Bolatto, han observado la fase de creación, o ‘starbust’, de la galaxia NGC 253.

La NGC 253, también conocida como la Galaxia Sculptor (‘Escultor’), es una galaxia espiral localizada en la constelación Sculptor, en la parte sur del cielo. Situada a una distancia de 11 millones de años luz es uno de nuestros vecinos intergalácticos más cercanos, y la galaxia en fase ‘starbust’, o de creación, más cercana visible desde el hemisferio sur. Utilizando el telescopio compuesto ALMA, los astrónomos se centraron el la región central de la NGC 253, donde tiene lugar la parte más intensa de la producción de nuevas estrellas, y encontraron una ‘informativa’ pérdida de gas molecular en los ángulos derechos del disco galáctico.

Bolatto, líder del estudio que ha sido hecho público en la revista Nature bajo el título Suppression of star formation in the galaxy NGC 253 by a starburst-driven molecular wind, concluye: “La cantidad de gas que medimos nos ofrece una evidencia muy importante de que algunos crecimientos de galaxias expulsan más gases de los que toman”. De hecho, los astrónomos estiman que cada año la galaxia se desprende de gas por una masa total que es unas nueve veces superior a la masa de nuestro Sol. Esta masa expulsada es unas tres veces superior que la masa total de todas las estrellas que se forman cada año en la NGC 253 (que, a su vez, es varias veces superior a la masa de todas las estrellas que se producen cada año en nuestra Vía Láctea)

“Para mí –añade Fabian Walter, coautor del estudio y miembro del Max Planck Institute for Astronomy-, es un ejemplo excelente de cómo los nuevos instrumentales técnicos van a darle forma al futuro de la astronomía. Hemos estado estudiando la región de ‘starbust’ de la NGC 253 y de otras galaxias cercanas durante al menos diez años. Pero antes del ALMA, no teníamos la oportunidad de contemplarlas con este grado de detalle”. El estudio se ha llevado a cabo empleando una configuración temprana del ALMA, que sólo incluía 16 antenas en uso. “Es excitante pensar lo que el sistema íntegro de 66 antenas del ALMA podrá mostrarnos en el futuro sobre estas pérdidas de materia”, remata.

 

 
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