La Galaxia Tadpole es una galaxia espiral interrumpida que muestra corrientes de gas despojadas por la interacción gravitacional con otra galaxia. El gas molecular es el ingrediente necesario para formar estrellas en las galaxias del universo temprano. Crédito:Archivo Legacy de Hubble, ESA, NASA y Bill Snyder.
La colaboración internacional Spitzer Adaptation of the Red-sequence Cluster Survey (SpARCS) con sede en la Universidad de California, Riverside ha combinado observaciones de varios de los telescopios más poderosos del mundo para llevar a cabo uno de los estudios más grandes hasta ahora sobre gas molecular, la materia prima que alimenta la formación de estrellas en todo el universo, en tres de los cúmulos de galaxias más distantes jamás encontrados. detectados como aparecieron cuando el universo tenía sólo cuatro mil millones de años.
Los resultados se publicaron recientemente en Las cartas del diario astrofísico . Allison Noble, investigador postdoctoral en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, dirigió esta investigación más reciente de la colaboración SpARCS.
Los cúmulos son regiones raras del universo que consisten en grupos estrechos de cientos de galaxias que contienen billones de estrellas. así como gas caliente y misteriosa materia oscura. Primero, el equipo de investigación utilizó observaciones espectroscópicas del Observatorio W. M. Keck en Mauna Kea, Hawai, y el Very Large Telescope en Chile que confirmó que 11 galaxias eran miembros formadores de estrellas de los tres cúmulos masivos. Próximo, los investigadores tomaron imágenes a través de múltiples filtros del Telescopio Espacial Hubble de la NASA, que reveló una sorprendente diversidad en la apariencia de las galaxias, con algunas galaxias que ya han formado grandes discos con brazos espirales.
Uno de los telescopios que utilizaron los científicos de SpARCS es el extremadamente sensible telescopio Atacama Large Millimeter Array (ALMA) capaz de detectar directamente las ondas de radio emitidas por el gas molecular que se encuentra en las galaxias del universo temprano. Las observaciones de ALMA permitieron a los científicos determinar la cantidad de gas molecular en cada galaxia, y proporcionó la mejor medida hasta ahora de la cantidad de combustible disponible para formar estrellas.
Los investigadores compararon las propiedades de las galaxias en estos cúmulos con las propiedades de las "galaxias de campo" (galaxias que se encuentran en entornos más típicos con menos vecinos cercanos). Para su sorpresa, descubrieron que los cúmulos de galaxias tenían mayores cantidades de gas molecular en relación con la cantidad de estrellas en la galaxia, en comparación con las galaxias de campo. El hallazgo desconcertó al equipo porque se sabe desde hace mucho tiempo que cuando una galaxia cae en un cúmulo, Las interacciones con otros cúmulos de galaxias y el gas caliente aceleran el cierre de su formación estelar en relación con la de una galaxia de campo similar (el proceso se conoce como enfriamiento ambiental ).
"Este es definitivamente un resultado intrigante, "dijo Gillian Wilson, profesor de física y astronomía en UC Riverside y líder de la colaboración SpARCS. "Si los cúmulos de galaxias tienen más combustible disponible, se puede esperar que formen más estrellas que galaxias de campo, y sin embargo no lo son ".
Noble, un colaborador de SpARCS y líder del estudio, sugiere varias explicaciones posibles:Es posible que algo sobre estar en el calor, El duro entorno de los cúmulos rodeado por muchas galaxias vecinas perturba el gas molecular en las galaxias del cúmulo de modo que una fracción más pequeña de ese gas forma activamente estrellas. Alternativamente, es posible que un proceso ambiental, como el aumento de la actividad de fusión en los cúmulos de galaxias, da como resultado las diferencias observadas entre las poblaciones de galaxias de cúmulo y campo.
"Si bien el estudio actual no responde a la pregunta de qué proceso físico es el principal responsable de causar las mayores cantidades de gas molecular, proporciona la medida más precisa hasta ahora de cuánto gas molecular existe en las galaxias en cúmulos en el universo temprano, "Dijo Wilson.
El equipo de SpARCS ha desarrollado nuevas técnicas utilizando observaciones infrarrojas del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA para identificar cientos de cúmulos de galaxias no descubiertos previamente en el universo temprano. En el futuro, planean estudiar una muestra más grande de conglomerados. Recientemente, el equipo recibió tiempo adicional en ALMA, el Observatorio W. M. Keck, y el Telescopio Espacial Hubble para continuar investigando cómo el vecindario en el que vive una galaxia determina por cuánto tiempo puede formar estrellas.
