El andamio que sostiene la estructura a gran escala del universo constituye galaxias, materia oscura y gas (a partir del cual se forman las estrellas), organizados en redes complejas conocidas como la red cósmica. Esta red comprende regiones densas conocidas como cúmulos de galaxias y grupos que se entrelazan a través de estructuras similares a hilos conocidas como filamentos. Estos filamentos forman la columna vertebral de la red cósmica y albergan una gran fracción de la masa del universo. así como sitios de actividad de formación de estrellas.

Si bien existe una amplia evidencia de que los entornos dan forma y dirigen la evolución de las galaxias, no está claro cómo se comportan las galaxias en las grandes, red cósmica global y, en particular, en el entorno más extenso de los filamentos.

En una colaboración conjunta entre el Instituto de Tecnología de California y la Universidad de California, Orilla, Los astrónomos han realizado un extenso estudio de las propiedades de las galaxias dentro de los filamentos formados en diferentes momentos durante la era del universo.

En un artículo recién publicado, los astrónomos utilizaron una muestra de 40, 000 galaxias en el campo COSMOS, un parche grande y contiguo de cielo con datos lo suficientemente profundos como para observar galaxias muy lejanas, y con medidas precisas de distancia a galaxias individuales. La gran área cubierta por COSMOS permitió muestrear volúmenes de diferentes densidades dentro de la red cósmica.

Utilizando técnicas desarrolladas para identificar las estructuras a gran escala, catalogaron la red cósmica en sus componentes:cúmulos, filamentos, y regiones dispersas desprovistas de cualquier objeto, extendiéndose al universo como lo era hace 8 mil millones de años. Luego, las galaxias se dividieron en aquellas que son fundamentales para su entorno local (el centro de gravedad) y las que deambulan por sus entornos anfitriones (satélites).

"Lo que hace que este estudio sea único es la observación de miles de galaxias en diferentes filamentos que abarcan una fracción significativa de la edad del Universo", dijo Behnam Darvish, investigador postdoctoral en Caltech y autor principal del artículo. "Cuando consideramos el universo distante, Miramos hacia atrás en el tiempo, cuando la red cósmica y los filamentos eran más jóvenes y aún no habían evolucionado por completo y, por lo tanto, podría estudiar la evolución conjunta de las estructuras a gran escala y las galaxias asociadas con ellas ".

Los investigadores midieron la actividad de formación de estrellas en galaxias ubicadas en diferentes entornos.

"Fue reconfortante cuando descubrimos que la actividad promedio de formación de estrellas disminuyó desde las regiones escasamente pobladas de la red cósmica hasta los filamentos levemente poblados y los cúmulos densos, "dijo Bahram Mobasher, profesor de física y astronomía en la Universidad de California, Orilla. "Sin embargo, el hallazgo sorprendente fue que la disminución fue especialmente pronunciada para las galaxias satélite ".

Él enfatizó:"La conclusión inevitable de esto fue que la mayoría de las galaxias satélites dejan de formar estrellas relativamente rápido durante los últimos 5 mil millones de años, ya que caen a entornos densos de cúmulos a través de los filamentos, mientras que este proceso es mucho más lento para las galaxias centrales ".

El rápido cese de la formación de estrellas experimentado por las galaxias satélites puede explicarse por la "extracción de presión de ariete, "que es la pérdida de gas de formación de estrellas dentro de una galaxia a medida que se mueve dentro de un entorno más denso, como un clúster.

"En comparación con las galaxias centrales, es la atracción gravitacional más pequeña de las galaxias satélite producida por su masa más pequeña, que da como resultado una pérdida de gas más eficiente y, por lo tanto, una desaceleración en la actividad de formación de estrellas con respecto a las galaxias centrales más masivas ", dijo Chris Martin, profesor de astronomía en Caltech.

Esta investigación sirvió como un estudio piloto para futuras encuestas de gran volumen y relativamente profundas, que se asomará a las galaxias más tenues y más jóvenes del Universo, como LSST, Euclides, y WFIRST.

La investigación fue publicada en Diario astrofísico .