Cuanto más masivo, o lleno de estrellas, una galaxia es, cuanto más rápido se forman las estrellas en él. Esta parece ser la regla general, que se contradice, sin embargo, por algunos casos anormales, por ejemplo, galaxias delgadas (no masivas) que son hiperactivas en su formación estelar. Hasta ahora, el fenómeno se había explicado por eventos externos catastróficos como la colisión y fusión de galaxias, pero una nueva teoría ofrece una explicación alternativa, relacionado con un proceso in situ (interno) de evolución de galaxias. La nueva teoría reproduce correctamente el comportamiento de galaxias tanto normales como anormales (o atípicas), y puede probarse más a fondo mediante nuevas observaciones. Un estudio realizado por la Escuela Internacional de Estudios Avanzados (SISSA) en Trieste, ya publicado en el archivo astro.ph, pronto se publicará en el Diario astrofísico .

Si ponemos las galaxias para las que tenemos los datos relevantes en un gráfico que relaciona la masa de estrellas en cada galaxia con la tasa de formación de estrellas de esa galaxia, la mayoría de ellos aparecerían como una nube compacta, que podría describirse usando una función simple. Este gráfico se conoce como Galaxy Main Sequence (GMS), una relación de observación fundamental para los científicos que estudian las galaxias. La imagen que surge es simple:cuanto más masiva es la galaxia, cuanto más rápido tiende a ser su proceso de formación de estrellas.

Pero por sencillo que parezca, hay un problema. Hay algunas excepciones (casos anormales o atípicos) que no parecen seguir la regla. Ciertas galaxias, De hecho, aunque no contiene muchas estrellas, tienen tasas muy intensas de formación estelar. La hipótesis más acreditada para explicar estos casos anormales invoca la colisión y la fusión entre dos galaxias:estos valores atípicos, por lo tanto, no serían más que galaxias capturadas durante su colisión. un fenómeno que daría lugar a un repentino, aunque transitorio, aumento en su tasa de formación estelar.

Claudia Mancuso, Investigador del SISSA y primer autor del estudio junto con los profesores del SISSA Andrea Lapi y Luigi Danese, sugirió una explicación alternativa fascinante:"De acuerdo con el enfoque que desarrollamos en SISSA y publicamos hace solo unos meses, colisión y fusión, mientras sea posible, no son tan relevantes como para poder dar cuenta de la formación y evolución de las galaxias, incluidos los valores atípicos observados en GMS, ", dice el científico." Nuestro enfoque ofrece una explicación in situ basada únicamente en los procesos internos de la galaxia en evolución ".

El papel del agujero negro central

En particular, la explicación dada por Mancuso y sus colegas se basa en la estrecha relación que existe entre la formación de estrellas y el crecimiento del agujero negro central dentro de galaxias masivas. "Estos dos eventos son simultáneos e interrelacionados. A medida que la galaxia forma estrellas y aumenta su masa de manera constante y sustancial, su agujero negro también crece, y lo hace a un ritmo aún más rápido, "explica Mancuso." En cierto punto, el agujero negro se vuelve tan grande como para desarrollar un 'viento energético', que barre el gas y el polvo de su entorno circundante. Dado que estos son materiales que entran en la formación de nuevas estrellas, el proceso de formación de estrellas se detiene abruptamente ".

Basado en este escenario, Mancuso y sus colegas formularon una predicción sobre GMS y demostraron que sus resultados están en excelente acuerdo con la relación media observada, al tiempo que proporciona una nueva interpretación de los valores atípicos. "Son simplemente galaxias muy jóvenes, "explica Mancuso." Una galaxia en sus primeras etapas de vida, lleno de polvo y gas, tiene una tasa de formación de estrellas muy alta pero al mismo tiempo todavía contiene muy pocas estrellas porque aún no ha tenido tiempo de formarlas, eso es todo ". Una explicación simple y elegante que no requiere ninguna intervención externa. A medida que avanza la evolución, el científico prosigue, las galaxias se acercan cada vez más a la media de la GMS, donde pasarán la mayor parte de su vida, antes de ser "apagado" por el viento energético del agujero negro. "Es por eso que la nube de datos es tan densa en esa parte del diagrama, " ella agrega.

"Claramente, la prueba de fuego proviene de las observaciones, "concluye Mancuso." Comprobamos la edad, estimado por observación, de algunos valores atípicos en el GMS, y de hecho siempre son galaxias muy jóvenes ". Más que eso, más validación podría llegar muy pronto:"Nuestra teoría de hecho implica que las galaxias atípicas, que son jóvenes y tienen tasas de formación de estrellas muy altas, todavía son ricos en gas, y esto nos permitirá estudiarlos en profundidad utilizando el interferómetro de ALMA ".