La red cósmica orquesta la progresión de las galaxias


La forma de las galaxias y cómo evolucionan dependen de una red de filamentos cosmológicos que recorren el universo. Según un estudio reciente dirigido por el Laboratorio de Astrofísica de EPFL, esta red cósmica juega un papel mucho más importante de lo que se pensaba anteriormente.

Posición de los filamentos estudiados. Crédito: LASTRO/EPFL

En todo el universo, las galaxias se distribuyen a lo largo de lo que se llama la red cósmica, una red compleja de filamentos hechos de materia ordinaria y oscura. Y donde esos filamentos se cruzan, tienden a formarse cúmulos de galaxias, colecciones de cientos o incluso miles de galaxias unidas entre sí por la fuerza de la gravedad. Son los cúmulos más grandes y densos del universo y son objeto de muchas investigaciones por parte de los astrofísicos. Pero aún no se comprende bien cómo contribuyen los filamentos a la evolución galáctica.
Para obtener una visión más profunda, un equipo internacional de científicos dirigido por la Prof. Pascale Jablonka y Gianluca Castignani del Laboratorio de Astrofísica de EPFL (LASTRO) examinó el vasto entorno que rodea a Virgo, un cúmulo representativo en el universo local. Contiene unas 1.500 galaxias y se encuentra a unos 65 millones de años luz de distancia de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Los hallazgos del equipo se publicaron en dos artículos: uno que apareció en Astronomy & Astrophysics en enero pasado y el otro en Astrophysical Journal el otoño pasado.
«Muchas propiedades de las galaxias, como su morfología, contenido de gas y tasa de formación de estrellas, están directamente influenciadas por su entorno», dice Jablonka. «Sabemos que las galaxias forman menos estrellas en entornos muy densos y adoptan una forma más elíptica. Pero el papel exacto que juegan los filamentos en esta transformación aún no está claro. Eso es lo que queríamos investigar con nuestra investigación».
Los científicos analizaron las propiedades de las galaxias ubicadas alrededor del cúmulo de Virgo, en una región que abarca 12 veces el radio del cúmulo principal. El suyo es el estudio más grande realizado hasta la fecha sobre este tema y cubre un tamaño de muestra de unas 7.000 galaxias, incluidas 250 que son lo suficientemente grandes como para que los científicos puedan estimar con precisión su contenido de gas, y especialmente la cantidad de hidrógeno atómico denso y frío que las estrellas están hechas de. Las mediciones se realizaron utilizando el radiotelescopio decamétrico en Nançay, Francia, y el telescopio IRAM-30m en Pico Veleta, España.
Un entorno de transición
Al combinar los nuevos datos que recopilaron con las mediciones de la literatura, los científicos descubrieron que las propiedades de las galaxias, es decir, su forma, tasa de formación de estrellas, contenido de gas y edad y contenido de metal de sus estrellas, cambian claramente a medida que avanzan las galaxias. desde posiciones más aisladas hacia filamentos y eventualmente en racimos.
Por lo tanto, los filamentos parecen servir como un entorno de transición donde las galaxias se procesan previamente antes de caer en un cúmulo. En este entorno, la formación de estrellas se ralentiza o incluso se detiene por completo, las formas elípticas aparecen con mayor frecuencia y hay menos hidrógeno atómico y molecular, lo que indica que las galaxias están llegando al final de su vida activa. Los científicos observaron que la evolución de una galaxia a lo largo de su ciclo de vida corresponde a la densidad local de galaxias: las galaxias que producen pocas o ninguna estrella constituían menos del 20 % de la muestra de galaxias aisladas, pero representaban entre el 20 y el 60 % de las galaxias en los filamentos. y alrededor del 80% de las galaxias en el cúmulo de Virgo. Estos hallazgos abren nuevas vías de investigación sobre teorías para explicar la formación de galaxias y cómo evolucionan las galaxias junto con los principales cuerpos cósmicos.

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