ALMA es testigo de un tira y afloja mortal entre galaxias en fusión


Mientras observaban una galaxia recién inactiva utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y el Telescopio Espacial Hubble (HST), los científicos descubrieron que había dejado de formar estrellas no porque hubiera agotado todo su gas, sino porque la mayor parte de su El combustible para la formación de estrellas había sido expulsado del sistema cuando se fusionó con otra galaxia. El resultado es el primero para los científicos de ALMA. Además, si se demuestra que son comunes, los resultados podrían cambiar la forma en que los científicos piensan sobre las fusiones y muertes de galaxias. Los resultados de la investigación se publican en The Astrophysical Journal Letters.

SDSS J1448+1010 es una galaxia masiva recientemente inactiva que nació cuando el Universo tenía aproximadamente la mitad de su edad actual y está a punto de completarse una fusión con otra galaxia. Durante el curso de esta fusión, la fuerza de la gravedad arrojó lo que equivale a casi la mitad del gas de formación de estrellas del sistema lejos de la galaxia, dejándola incapaz de formar nuevas estrellas. Esta imagen compuesta combina datos azul/blanco del Telescopio Espacial Hubble (HST) y datos rojo/naranja del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para mostrar la distribución posterior a la fusión de gas y estrellas de la galaxia ahora inactiva en corrientes de material conocidas como colas de marea. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Spilker et al (Texas A&M), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

A medida que las galaxias se mueven por el universo, a veces se encuentran con otras galaxias. A medida que interactúan, la gravedad de cada galaxia atrae a la otra. El tira y afloja resultante arroja gas y estrellas lejos de las galaxias, dejando atrás corrientes de material conocidas como colas de marea.

Y eso es justo lo que los científicos creen que sucedió con SDSS J1448+1010, pero con un giro en la trama. La galaxia masiva, que nació cuando el universo tenía aproximadamente la mitad de su edad actual, casi ha completado su fusión con otra galaxia. Durante las observaciones con el HST y ALMA, una colaboración internacional en la que el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. es socio, los científicos descubrieron colas de marea que contenían aproximadamente la mitad del gas frío de formación estelar de todo el sistema. El descubrimiento del material descartado a la fuerza, equivalente a 10 mil millones de veces la masa del sol de la Tierra, fue una indicación de que la fusión puede ser responsable de acabar con la formación de estrellas, y eso es algo que los científicos no esperaban.

«Lo que inicialmente hizo que esta galaxia masiva fuera interesante fue que, por alguna razón, de repente dejó de formar estrellas hace unos 70 millones de años, inmediatamente después de un estallido de actividad de formación de estrellas. La mayoría de las galaxias están felices de seguir formando estrellas», dijo Justin Spilker, astrónomo de la Universidad Texas A&M y autor principal del artículo. «Nuestras observaciones con ALMA y Hubble demostraron que la verdadera razón por la que la galaxia dejó de formar estrellas es que el proceso de fusión expulsó alrededor de la mitad del combustible gaseoso para la formación de estrellas en el espacio intergaláctico. Sin combustible, la galaxia no podría seguir formando estrellas».

El descubrimiento arroja luz sobre los procesos por los cuales las galaxias viven o mueren y ayuda a los científicos a comprender mejor su evolución.

«Cuando observamos el universo, vemos algunas galaxias que están formando activamente nuevas estrellas, como nuestra propia Vía Láctea, y otras que no. Pero esas galaxias ‘muertas’ tienen muchas estrellas viejas, por lo que deben tener formó todas esas estrellas en algún momento y luego dejó de hacer otras nuevas», dijo Wren Suess, miembro de cosmología de la Universidad de California Santa Cruz y coautor del artículo. «Todavía no comprendemos todos los procesos que hacen que las galaxias dejen de formar estrellas, pero este descubrimiento muestra cuán poderosas son estas importantes fusiones de galaxias y cuánto pueden afectar la forma en que una galaxia crece y cambia con el tiempo».

Los científicos que observaron la galaxia recientemente inactiva SDSS J1448+1010 descubrieron que la mayor parte de su combustible de formación de estrellas había sido expulsado del sistema cuando se fusionó con otra galaxia. Ese gas no está formando nuevas estrellas para la galaxia, sino que permanece cerca en nuevas estructuras conocidas como colas de marea. La concepción de este artista muestra la corriente de gas y estrellas que fueron expulsadas de la galaxia masiva durante su fusión. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Debido a que el nuevo resultado es de una sola observación, actualmente no está claro qué tan común puede ser este tira y afloja y su inactividad resultante. Sin embargo, el descubrimiento desafía las teorías arraigadas sobre cómo se detiene exactamente la formación de estrellas y mueren las galaxias y ha brindado a los científicos un nuevo y emocionante desafío: encontrar más ejemplos.

«Si bien es bastante claro a partir de este sistema que el gas frío realmente puede terminar muy lejos de un sistema de fusión que cierra una galaxia, el tamaño de la muestra de una galaxia nos dice muy poco sobre cuán común es este proceso», dijo David Setton, un estudiante de posgrado en el departamento de física y astronomía de la Universidad de Pittsburgh y coautor del artículo. «Pero, hay muchas galaxias como J1448+1010 que podemos atrapar justo en medio de esos choques y estudiar exactamente qué les sucede cuando pasan por esa etapa. La eyección de gas frío es una nueva y emocionante pieza del rompecabezas de la quiescencia, y estamos emocionados de tratar de encontrar más ejemplos de esto».

Spilker agregó: «Los astrónomos solían pensar que la única forma de hacer que las galaxias dejaran de formar estrellas era a través de procesos realmente violentos y rápidos, como un montón de supernovas que explotan en la galaxia para expulsar la mayor parte del gas de la galaxia y calentar el resto. Nuestras nuevas observaciones muestran que no se necesita un proceso ‘llamativo’ para cortar la formación de estrellas. El proceso de fusión mucho más lento también puede poner fin a la formación de estrellas y galaxias».

Con información de ALMA

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