Imagen compuesta en color de Centaurus A, revelando los lóbulos y chorros que emanan del agujero negro central de la galaxia activa. Crédito:ESO / WFI (óptico); MPIfR / ESO / APEX / A. Weiss et al. (Submilimétrico); NASA / CXC / CfA / R. Kraft et al. (Radiografía)
Usando espectroscopia de campo integral (IFS) y herramientas de modelado avanzadas, Los investigadores del Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) Iris Breda y Polychronis Papaderos han logrado un hito importante en la resolución de un enigma de larga data en la astronomía extragaláctica:la naturaleza y formación del componente esférico central en galaxias espirales como la Vía Láctea.
Se cree que la protuberancia se forma a través de dos rutas distintas:las protuberancias clásicas consisten en estrellas antiguas, más viejo que el disco, porque se ensamblaron rápidamente hace más de 10 mil millones de años, antes de los discos. Los pseudobultos tienen estrellas de edad similar a la del disco, porque se ensamblaron gradualmente a través de una combinación de procesos dinámicos, con formación continua de estrellas alimentada por la entrada de gas del disco.
Estos dos escenarios implican que las protuberancias clásicas y las pseudo-protuberancias tienen características sorprendentemente diferentes, pero este fuerte contraste nunca se observó, a pesar de numerosos estudios en los últimos años.
Para resolver este acertijo, el equipo ha llevado a cabo un análisis de modelado espectral sin precedentes de más de medio millón de espectros individuales, para resolver espacialmente la historia de formación estelar de los componentes del bulbo y del disco de 135 galaxias del estudio CALIFA IFS.
Según Ph.D. estudiante Iris Breda (IA y Facultad de Ciencias de la Universidad de Oporto), lo que encontraron "implica que la escala de tiempo de formación de protuberancias está inversamente relacionada con la masa total de galaxias:la formación de protuberancias en galaxias masivas se completa dentro de los primeros 4 mil millones de años de evolución cósmica, mientras que todavía está en curso a un ritmo lento en los menos masivos ".
Imagen de la gran galaxia espiral NGC 1232. Los colores de las diferentes regiones son bien visibles:las áreas centrales contienen estrellas más viejas de color rojizo, mientras los brazos espirales están poblados de jóvenes, estrellas azules y muchas regiones de formación estelar. Crédito:ESO
Este estudio, publicado en Astronomía y Astrofísica , revela un nuevo escenario coherente para la formación de protuberancias de galaxias. Breda añade:"nuestro estudio revela una clara continuidad en las propiedades de las protuberancias, que se opone fuertemente a la imagen estándar de dos escenarios de formación de protuberancias opuestos. En lugar de, el crecimiento de la protuberancia es impulsado por una superposición de procesos rápidos-tempranos con procesos lentos-seculares, cuya importancia relativa está regulada por la masa y la densidad de las galaxias ".
Otro objetivo de este proyecto ha sido evaluar el papel de los núcleos galácticos activos (AGN), impulsado por la acumulación de materia en agujeros negros supermasivos. Descubrieron que los AGN son la fuente dominante de ionización de gas en protuberancias masivas, mientras que es insignificante en protuberancias más jóvenes de baja masa. Esto podría tener implicaciones de gran alcance para nuestra comprensión de la coevolución entre protuberancias y agujeros negros supermasivos.
Al investigador de FCT Polychronis Papaderos (IA &Universidad de Porto), "Nuestros resultados son consistentes con la noción de que la eficiencia radiativa de la acumulación de materia en los agujeros negros supermasivos se escala con la masa SMBH o con una correlación positiva entre la masa de galaxias y la relación entre la masa de los agujeros negros supermasivos y el abultamiento. la exploración de estas hipótesis es de considerable interés ".
Este proyecto computacionalmente exigente fue más allá de los anteriores, con respecto a la cantidad de datos analizados, por el hecho de que proporcionó una separación precisa de la protuberancia y el disco, pero también porque, por primera vez, Se realizó un posprocesamiento de las historias de formación estelar inferidas con RemoveYoung. De esta manera ha sido posible explorar cómo se formaron el bulto y el disco.
El estudio encontró que la contribución a la luminosidad de las estrellas menores de 9 mil millones de años se correlaciona estrechamente con la masa estelar. densidad de superficie estelar, edad y nivel de enriquecimiento químico de las protuberancias de las galaxias. Por lo tanto, esta cantidad es un nuevo y poderoso diagnóstico de las propiedades físicas y evolutivas de los bultos de galaxias.
Para el coordinador de IA, José Afonso (IA y Facultad de Ciencias de la Universidad de Lisboa):"Esta es una demostración maravillosa de la capacidad científica y técnica de IA para comprender uno de los mayores misterios de la Astrofísica:cómo se formaron las galaxias a lo largo de toda la historia del Universo. . El uso de herramientas computacionales eficientes desarrolladas por los investigadores de IA, junto con observaciones de algunos de los telescopios e instrumentos más potentes disponibles, abre una nueva vista, y un nuevo entendimiento, sobre la historia de ensamblaje de las galaxias, no sólo a través del espacio sino también del tiempo ".
