Las galaxias como nuestra propia Vía Láctea son fábricas que utilizan la gravedad para crear nuevas estrellas a partir de gas hidrógeno molecular.

"La Vía Láctea está convirtiendo el gas en estrellas en aproximadamente un promedio de la masa del sol cada año, "dijo Gregory Rudnick, profesor de física y astronomía en la Universidad de Kansas. "La galaxia está llena de gas, y constantemente estamos obteniendo gas nuevo del exterior de la galaxia. Este gas cae en la galaxia bajo la fuerza de la gravedad, se forma en estrellas, y parte del gas se expulsa de la galaxia ".

Pero algunas galaxias han detenido este proceso de formación estelar, y los astrónomos han tenido dificultades para explicar por qué.

"Vemos muchas galaxias que no forman estrellas, "Dijo Rudnick." Por la razón que sea, no tienen mucho gas por lo que no pueden hacer nuevas estrellas. La gran pregunta es por qué. ¿Por qué se apagan algunas galaxias? Cuando se apagan se quedan con las estrellas que ya tienen, pero no hacen nuevos ".

Una clave para resolver este acertijo puede ser una extraña nueva clase de galaxias a unos 6 mil millones de años luz de la Tierra que están en el proceso de expulsar violentamente su propio gas. Ahora, Rudnick se ha asociado con científicos de todo Estados Unidos bajo una nueva subvención de la National Science Foundation para estudiar estas galaxias como un medio para descubrir por qué algunas galaxias ya no tienen el gas necesario para formar nuevas estrellas.

Parte del proceso consiste en cuestionar las ideas convencionales recientes sobre el cese de la formación de estrellas.

"Una de las formas en que la gente ha ideado para detener la formación de estrellas en una galaxia es eliminar explosivamente el gas a través de un núcleo galáctico activo, "Dijo Rudnick." Cada galaxia, incluido el nuestro, tiene un agujero negro supermasivo en su centro. Mientras el gas cae en el agujero negro, justo antes de que golpee el agujero negro, se pone supercaliente, y la energía que emite puede expulsar el resto del gas de la galaxia. A la gente le gusta esta idea porque es un mecanismo lo suficientemente enérgico como para hacer el trabajo de expulsar todo el gas de la galaxia ".

Sin embargo, en 2007, un equipo de astrónomos descubrió un conjunto de galaxias que se "apagan automáticamente" y que han cerrado la formación de estrellas por algún otro mecanismo. Posteriormente, Rudnick se unió a este equipo, que ha llevado a cabo una investigación de varios años de estos objetos.

"Nuestra investigación ha encontrado este tipo de galaxia a la que le sale gas a miles de kilómetros por segundo, eso es más de 3, 500 veces más rápido que un avión a reacción, pero no hay absolutamente ninguna evidencia de que ningún tipo de gas caiga en un agujero negro, ", dijo el investigador de KU." hay una cuestión de si se requiere o no ese proceso de agujero negro o si hay otras formas de hacerlo. Te das cuenta, 'Espera un minuto, el universo no es tan simple '. Esto podría decirnos cosas realmente nuevas y geniales sobre cómo evolucionan las galaxias ".

Con mejores imágenes de las galaxias del Telescopio Espacial Hubble, Rudnick y sus colaboradores se dieron cuenta de que el gas podía ser expulsado de las galaxias simplemente por la luz concentrada de las estrellas en las galaxias. sin necesidad de ninguna energía extra del gas que cae sobre el agujero negro.

"Con HST, estos puntos borrosos que vimos antes con nuestros telescopios en el suelo ahora mostraban estas características que parecían una colisión de galaxias:tenían muchas corrientes de estrellas alrededor. Lo más sorprendente es eran increíblemente compactos, ", Dijo Rudnick." La Vía Láctea tiene todas sus estrellas y gas repartidos en 100, 000 años luz, lo que significa que se necesita luz 100, 000 años para pasar de un lado a otro. Estas galaxias que son tan masivas como la Vía Láctea, parece que tenían la mayor parte de su masa metida en algo como 1, 000 años luz. Entonces, son masivos, pero también están superconcentrados. La idea que comenzamos a desarrollar es que tal vez estas galaxias sean tan compactas que toda la luz estelar de todas las estrellas en estas galaxias atrapadas en este pequeño espacio es lo suficientemente intensa por sí misma como para expulsar el gas de las galaxias ".

Rudnick dijo que la idea es que las estrellas emitan partículas de luz que chocarían con partículas de gas y "les darían un pequeño empujón. La suma de muchos de estos pequeños empujones es suficiente para empujar todo el gas fuera de la galaxia a velocidades increíbles".

"Cuando condensas toda una Vía Láctea en un lugar pequeño debido a una fusión de galaxias, puede hacer que cientos de miles de millones de estrellas estén en un lugar muy compacto, ", dijo." Cuando eso suceda, puedes poner suficiente luz en un espacio lo suficientemente pequeño, y eso puede ser suficiente para expulsar todo el gas de una galaxia, sin necesidad de energía adicional del gas que cae en un agujero negro supermasivo ".

El trabajo de subvención de la NSF permitirá una mayor observación y estudio de esta clase de galaxias que se apagan automáticamente. Rudnick dijo que él y sus colegas estudiarán las galaxias de tantas formas como sea posible. utilizando telescopios como el Observatorio de rayos X CHANDRA de la NASA, los Observatorios Keck en Hawai y el Atacama Large Millimeter Array (ALMA) en Chile.

"¿Qué tan común es que estas galaxias se cierren de esta manera?" preguntó. "¿Es la galaxia realmente capaz de expulsar todo su gas por completo, o estamos viendo muy rápido? ¿corriente pequena? Es como si tuvieras una tetera en la estufa y hace calor y sale un chorro de gas de la tetera. Sabes que este gas se está disparando y nos gustaría saber si sale suficiente gas para vaciar la tetera por completo ".

Rudnick acaba de ser coautor de un artículo que aparece en Diario astrofísico que utilizó el telescopio ALMA para mirar dentro de una galaxia que se apaga automáticamente en "la más densa, el gas más frío, el material que en realidad forma las estrellas ". En ese documento, ellos preguntan, "¿Qué evidencia tenemos de que el gas estalló?"

El investigador de KU y sus coautores encontraron que la galaxia son los restos compactos de una fusión violenta entre dos galaxias. Este "remanente de fusión" también alberga enormes vientos de gas molecular denso, pero sin ningún rastro de un núcleo galáctico activo. Querían determinar qué tan rápido el gas denso era el gas expulsado de la galaxia.

"ALMA utiliza luz con una longitud de onda mucho más larga que la luz visible, con una longitud de onda de una décima de milímetro, "Dijo Rudnick." Resulta que las moléculas de monóxido de carbono en este gas emiten luz que se puede ver con un telescopio desde la Tierra. La mayor parte del gas es en realidad hidrógeno, pero el hidrógeno es difícil de ver desde la Tierra, así que elegimos un gas traza. Es muy parecido al gas natural, no puedes olerlo, así que le pusieron algo para que huela a huevos podridos. El monóxido de carbono funciona así, porque nos dice dónde está el hidrógeno molecular difícil de ver. Usamos ALMA para detectar monóxido de carbono y lo usamos para detectar la cantidad total de gas molecular. Encontramos este gas que constituye gran parte de lo que tiene la galaxia, se mueve desde el centro de la galaxia en 1, 000 kilómetros por segundo. Lo que realmente forma las estrellas es lo que está siendo explotado ".