Las galaxias más masivas de nuestro vecindario formaron sus estrellas hace miles de millones de años, temprano en la historia del universo. En la actualidad, producen muy pocas estrellas nuevas. Los astrónomos han creído durante mucho tiempo que se debe a que contienen muy poco gas, un ingrediente clave necesario para producir estrellas. Pero nuestro nuevo estudio, publicado en Nature Astronomy, ahora está desafiando esta visión de larga data.

Al sondear los entornos extremos de galaxias masivas lejanas, podemos aprender no solo sobre su evolución y la historia del universo, pero lo más importante sobre los procesos fundamentales que regulan la formación de estrellas. Dado que las estrellas producen la mayoría de los diferentes tipos de átomos en nuestros cuerpos y el mundo que nos rodea, comprender cómo se formaron es esencial si queremos saber de dónde venimos.

Las galaxias existen en dos tipos principales:de disco y elípticas. Galaxias de disco, incluida la Vía Láctea, son planas y contienen grandes depósitos de gas que utilizan para formar estrellas continuamente. Las galaxias elípticas son masivas, redondo y dejó de formar estrellas hace mucho tiempo. La mayoría de las teorías asumen que en algún momento las galaxias elípticas perdieron sus depósitos de gas, lo que provocó que la tasa de formación estelar cayera.

Luz lejana

Nuestro equipo investigó si existen otras formas en las que la distancia, las galaxias elípticas podrían haber perdido su capacidad de formar estrellas. La distancia a las galaxias se mide por el brillo de sus estrellas, en años luz (definido como el tiempo que tarda la luz en llegar hasta nosotros en un año). Como la luz de estas galaxias lejanas tarda tanto en llegar hasta nosotros, podemos averiguar que nos parecen como eran hace 10 mil millones de años.

Idealmente, querríamos observar directamente el gas en estas galaxias, pero esto es extremadamente desafiante y requeriría varias horas de observaciones por galaxia, y necesitamos observar miles de galaxias. En lugar de, optamos por estudiar el polvo. El polvo (frío en lugar de caliente) solo representa el 1% de la materia interestelar en una galaxia, pero se encuentra dondequiera que haya gas frío. Por lo tanto, una galaxia que contiene mucho polvo también contiene mucho gas.

Usamos datos del Cosmological Evolution Survey (COSMOS), que cubre una gran parte del cielo observado por la mayoría de los telescopios principales, en la Tierra y en el espacio. Usamos imágenes desde infrarrojos hasta longitudes de onda de luz de radio, lo que nos permite medir tanto la velocidad de formación de estrellas como la masa de polvo frío en las galaxias.

Dado que las galaxias que nos interesan están tan lejos, es imposible detectar cada galaxia individualmente en los datos de radio o infrarrojos existentes. En lugar de, combinamos la luz de 1, 000 galaxias y determinó cuánto gas contienen en promedio y qué tan rápido están formando estrellas.

Como resultado, hicimos un descubrimiento emocionante. A pesar de tener bajas tasas de formación de estrellas, las galaxias elípticas contienen cantidades sorprendentemente grandes de gas:100 veces más de lo esperado. Esto es sorprendente de dos maneras. Desafía nuestra visión estándar de las galaxias elípticas como objetos "aburridos" pobres en gas. Pero también nos obliga a repensar la visión básica de los procesos de formación de estrellas:siempre hemos asumido que la presencia de gas frío debe conducir a la formación de estrellas. Aquí, encontramos que las galaxias elípticas forman estrellas con mucha menos eficiencia que las galaxias de disco en la misma época.

Entonces, ¿por qué es eso? Hace nueve años, Predije esta posibilidad a partir de simulaciones numéricas que había realizado como Ph.D. estudiante. Encontré que en las galaxias de disco, la atracción gravitacional de las estrellas ayuda al gas a colapsar para formar nuevas estrellas. A diferencia de, el gas en las galaxias elípticas siente un tirón más débil de las estrellas y no colapsa tan fácilmente. Es fascinante que la morfología global de una galaxia pueda controlar lo que sucede en las escalas más pequeñas.

Los próximos pasos de nuestra investigación utilizarán nuevas simulaciones y, con suerte, observaciones directas del gas frío con el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), un observatorio en Chile, para mejorar nuestra comprensión de la compleja interacción entre la formación de estrellas y la morfología de las galaxias. Esto arrojará luz sobre los procesos universales que finalmente suceden en cada galaxia, incluida nuestra propia Vía Láctea.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.