(Noticias Nanwork) Si observamos galaxias masivas repletas de estrellas, podríamos pensar que son fábricas de estrellas que producen magníficas bolas de gas. Pero, de hecho, las galaxias enanas menos evolucionadas tienen regiones más grandes de fábricas de estrellas, con mayores tasas de formación estelar.
Ahora, investigadores de la Universidad de Michigan han descubierto la razón subyacente: estas galaxias tienen un retraso de 10 millones de años en expulsar el gas que llena sus entornos. Las regiones de formación estelar son capaces de retener gas y polvo, lo que permite que se acumulen y evolucionen más estrellas.
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Las galaxias enanas, a diferencia de las galaxias más grandes, retienen el gas y el polvo de formación de estrellas por más tiempo, lo que lleva a tasas más altas de formación de estrellas.
En estas galaxias, las estrellas masivas a menudo colapsan en agujeros negros en lugar de explotar como supernovas, lo que impide la rápida expulsión del material de formación estelar.
Las observaciones de regiones como Mrk 71 en galaxias enanas muestran un fuerte enfriamiento radiativo, lo que indica la ausencia de supervientos que dispersarían el material de formación estelar.
La investigación proporciona información sobre el universo temprano, estableciendo paralelismos entre las galaxias enanas de baja metalicidad y las condiciones inmediatamente posteriores al Big Bang.
Los resultados podrían ayudar a comprender las propiedades de las galaxias observadas por telescopios como el Telescopio Espacial James Webb, que estudia las primeras etapas del universo.
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En estas galaxias enanas relativamente prístinas, estrellas masivas (estrellas entre 20 y 200 veces la masa de nuestro Sol) colapsan en agujeros negros en lugar de explotar como supernovas. Pero en galaxias más evolucionadas y contaminadas, como nuestra propia Vía Láctea, es más probable que exploten, generando así supervientos masivos. El gas y el polvo son expulsados de la galaxia y la formación de estrellas se detiene rápidamente.
Sus hallazgos se publican en Diario astrofísico («Reacciones mecánicas retardadas de estrellas masivas cuando disminuye la metalicidad».).
«Cuando las estrellas se convierten en supernovas, contaminan su entorno produciendo y liberando metales», dijo Michelle Jeckmin, primera autora del estudio e investigadora universitaria. «Vemos que en el caso de baja metalicidad (entornos galácticos relativamente no contaminados) hay un retraso de 10 millones de años en la aparición de vientos muy fuertes, que a su vez conducen a una mayor formación de estrellas».
Investigadores de la Universidad de California señalan el llamado diapasón de Hubble, un diagrama que representa la forma en que el astrónomo Edwin Hubble clasificó las galaxias. En el mango del diapasón se encuentran las galaxias más grandes. Estas galaxias son enormes, redondas y llenas de estrellas, y ya han convertido todo su gas en estrellas. A lo largo de los dientes del diapasón hay galaxias espirales que contienen regiones gaseosas y regiones de formación de estrellas a lo largo de sus brazos compactos. Al final de los dientes del diapasón se encuentran las galaxias más pequeñas y menos evolucionadas.
«Pero estas galaxias enanas contienen sólo regiones globales de formación de estrellas», dijo Sally Ooi, astrónoma de la Universidad de California y autora principal del estudio. «Ha habido algunas ideas sobre por qué esto es así, pero el descubrimiento de Michell ofrece una explicación muy buena: estas galaxias tienen dificultades para detener la formación de estrellas porque no expulsan sus gases».
Además, la inactividad de 10 millones de años brinda a los astrónomos la oportunidad de considerar escenarios similares al amanecer cósmico, un período de tiempo inmediatamente después del Big Bang, dijo Jekmen. En las galaxias enanas prístinas, el gas se acumula y forma espacios a través de los cuales puede escapar la radiación. Este fenómeno, anteriormente conocido como patrón de “valla”, se produce cuando los rayos ultravioleta se filtran entre los listones de la cerca. El retraso explica por qué el gas tiene tiempo de unirse.
La radiación ultravioleta es importante porque ioniza el hidrógeno, un proceso que también ocurrió inmediatamente después del Big Bang, lo que provocó que el universo pasara de opaco a transparente.
«Así que observar galaxias enanas que tienen poca metalicidad y mucha radiación ultravioleta es un poco como mirar el amanecer cósmico», dijo Jekmen. «Comprender el tiempo alrededor del Big Bang es muy interesante. Es fundamental para nuestro conocimiento. Es algo que sucedió hace mucho tiempo, y es sorprendente que podamos ver situaciones similares en galaxias que existen hoy».
Un segundo estudio publicado en Cartas de revistas astrofísicas («Imágenes de Nebular C ivlect1550 del estallido estelar pobre en metales Mrk 71: evidencia directa de un enfriamiento catastrófico»Dirigido por Oi, el Telescopio Espacial Hubble se utilizó para observar Mrk 71, una región ubicada en una galaxia enana cercana a unos 10 millones de años luz de distancia. En Mark 71, el equipo encontró evidencia observacional del escenario Jekmin. Utilizando nueva tecnología con el Telescopio Espacial Hubble, el equipo utilizó un conjunto de filtros que observa la luz del carbono triplemente ionizado.
En galaxias más avanzadas que tienen muchas explosiones de supernovas, estas explosiones calientan el gas en el cúmulo de estrellas a temperaturas muy altas, alcanzando millones de grados Kelvin, dijo Ooi. A medida que estos vientos supercalientes se expanden, expulsan el resto del gas de los cúmulos estelares. Pero en ambientes de baja metalicidad como Mrk 71, donde las estrellas no explotan, la energía dentro de la región se irradia. No tiene posibilidades de formar súper vientos.
Los filtros del equipo captaron el brillo difuso del carbono ionizado en todo el planeta Mrk 71, lo que muestra que la energía se está irradiando. Por lo tanto, no hay vientos fuertes y calientes y, en cambio, permiten que el gas denso permanezca en todo el ambiente.
Oi y Jakmin dicen que su trabajo tiene varias implicaciones.
«Nuestros hallazgos también pueden ser importantes para explicar las propiedades de las galaxias vistas en el amanecer cósmico por el Telescopio Espacial James Webb en este momento», dijo Ooi. «Creo que todavía estamos en el proceso de comprender las consecuencias».