Usando datos de la encuesta de Espectroscopía de Campo Integral (IFS) de CALIFA y herramientas de modelado avanzadas, Investigadores del Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) han obtenido importantes resultados sobre el componente esférico central (el bulbo) en galaxias espirales como la Vía Láctea, arrojando nueva luz sobre la comprensión de la evolución galáctica. Los resultados se publican en el último número de Astronomía y Astrofísica .

Se necesitaron varios años y mucho poder computacional para analizar aproximadamente medio millón de espectros de una muestra que cubre todos los tipos morfológicos de galaxias espirales que no interactúan. El equipo realizó las primeras mediciones de la variación de edad de las estrellas en el bulto, del centro a la periferia, y determinó cómo esta diferencia de edad se relaciona con otras propiedades de la galaxia, como la existencia de núcleos galácticos activos (AGN) y la masa total de estrellas en la galaxia.

El estudio reveló que la población estelar en el centro de las galaxias espirales más masivas es más antigua que las estrellas en el borde del bulto. mientras que en galaxias de baja masa, sucede lo contrario:las estrellas más jóvenes pueblan el centro del bulto, y los mayores están en la periferia. Este resultado está de acuerdo con un estudio previo del equipo, que ya había encontrado una fuerte evidencia de un escenario unificado para la formación de galaxias espirales. Contrariamente a las hipótesis anteriores, Las galaxias espirales de baja y alta masa se forman de la misma manera, aunque las galaxias de gran masa pasan las mismas etapas de formación antes y más rápido que sus contrapartes de menor masa.

Estas mediciones se pueden utilizar para estimar el impacto de un AGN en la evolución de la protuberancia (y por lo tanto galáctica). El hecho de que la masa de una protuberancia esté estrechamente relacionada con la del agujero negro supermasivo que alimenta el AGN apunta a un vínculo físico íntimo entre el crecimiento de las galaxias y sus agujeros negros supermasivos. Por lo tanto, comprender la formación y la evolución de las protuberancias es indispensable para comprender cómo nacieron los agujeros negros supermasivos en la Era de la Reionización. y cómo influyeron en la evolución de las galaxias.

Investigadora de IA Iris Breda, el autor principal del artículo, desarrolló la mayor parte de este trabajo durante su Ph.D. en IA y la Facultad de Ciencias de la Universidad de Porto. Ella dice, "Hay muchas lecciones importantes que se pueden aprender de nuestro estudio, el más relevante es que las protuberancias alojadas por galaxias espirales masivas no pueden haberse formado en un episodio de formación estelar rápido y violento como se piensa comúnmente. De lo contrario, Estos resultados apoyan un escenario en el que estos bultos se forman gradualmente en un plazo de 2 a 4 mil millones de años. Junto con nuestros resultados anteriores, Nuestro estudio reciente apoya la hipótesis de que las galaxias menos masivas, que ahora están formando activamente estrellas en el mismo centro de sus protuberancias, actualmente se parecen a una versión reducida de las galaxias espirales más masivas en sus primeras etapas evolutivas ".

El investigador de FCT Polychronis Papaderos, líder de los estudios de IA sobre la historia del ensamblaje de galaxias resuelto en el espacio y el tiempo, dice, "Un AGN evacua la protuberancia del gas frío, y por lo tanto interrumpe la formación de estrellas, primero en su parte central, y a medida que pasa el tiempo, en su periferia. Este fenómeno da como resultado una disminución en la edad media de las poblaciones estelares a medida que nos movemos del centro a la periferia del bulbo. Aprovechando este hecho, inventamos un método para estimar la velocidad promedio para la extinción de la formación estelar de adentro hacia afuera impulsada por el AGN. La velocidad relativamente baja que inferimos (1-2 km / s) implica que el aumento de la actividad de AGN no conduce a un episodio catastrófico de eliminación repentina de gas y una terminación abrupta de la formación de estrellas en todo el bulbo ".

La participación del equipo de IA en estudios de radio como el Mapa Evolutivo del Universo (EMU) ofrece las condiciones ideales para un estudio detallado sin precedentes de la interacción de los AGN con el gas ambiental en núcleos galácticos a través de radiointerferometría profunda. Esto les permite buscar radio-chorros de pequeña escala en protuberancias, que creen que no fueron detectados en observaciones previas de interferometría de radio de baja resolución.

El estudio de la actividad de AGN desde la Era de la Reionización y su impacto en la evolución galáctica constituye uno de los principales ejes de investigación en IA.

El coordinador de IA, José Afonso de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Lisboa, dice:"Finalmente se están explorando los detalles más finos de la formación y evolución de las galaxias, alineando observaciones sin precedentes con revolucionarias herramientas computacionales y modelado. Estas técnicas pronto pasarán al siguiente nivel, ya que instalaremos un nuevo, potente espectrógrafo, LUNAS, en el Very Large Telescope de ESO. Luego tendremos acceso a observaciones detalladas de millones de galaxias durante el apogeo de la evolución de las galaxias en el universo, cuando el universo tenía menos de la mitad de su edad actual. Los investigadores de IA estarán allí, explorando esas nuevas observaciones y ayudando a comprender mejor la historia de ensamblaje de las galaxias ".