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lunes, diciembre 5, 2022
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Demasiadas supernovas pueden ralentizar la formación estelar en una galaxia

Los vientos interestelares son poderosos agentes de cambio. Por un lado, pueden interrumpir o cerrar por completo el proceso de nacimiento de estrellas. Eso es lo que encontró un equipo de astrónomos que usaba el Karl Jansky Very Large Array en Nuevo México cuando estudiaban la galaxia M33. También aprendieron que los rayos cósmicos veloces juegan un papel muy importante en empujar esos vientos a través del espacio interestelar.

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El Very Large Array en Nuevo México. Se utilizó junto con otros observatorios ópticos y de radioastronomía para estudiar M33 y los efectos de los vientos impulsados por rayos cósmicos que interrumpen la formación estelar. Crédito: NRAO/AUI/NSF; J. Hellerman

La idea de que los vientos de las explosiones de supernovas y los chorros de los núcleos galácticos podrían «apagar» la formación estelar no es nueva. Esencialmente roban a las protoestrellas el gas y el polvo que necesitan para formarse.

Ahora aquí hay un giro interesante. Cuando ocurren esas supernovas, expulsan una gran cantidad de rayos cósmicos. Cuantas más supernovas «estallan», más rayos cósmicos se emiten. Luego ejercen más influencia sobre los vientos interestelares que finalmente terminan destruyendo las guarderías de nacimiento de estrellas.

«Hemos visto vientos galácticos impulsados ​​por rayos cósmicos en nuestra propia Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda, que tienen tasas de formación de estrellas mucho más débiles, pero no antes en una galaxia como M33», dijo Fatemah Tabatabaei, del Instituto de Investigación en Ciencias Fundamentales en Irán. Tabatabaei y un equipo de científicos utilizaron el VLA, el radiotelescopio Effelsberg en Alemania, y una selección de telescopios infrarrojos, de luz visible y de ondas milimétricas para observar esta galaxia vecina.

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La Nebulosa del Cangrejo (también conocida como Objeto Messier 1) es un ejemplo de una explosión de supernova que emitió rayos cósmicos. Crédito: NASA

Rayos cósmicos, formación estelar y galaxias

La formación estelar y la construcción de galaxias están íntimamente conectadas. En términos generales, las galaxias comienzan como pequeñas colecciones de estrellas, que se forman en nubes ricas en hidrógeno. Las galaxias crecen al fusionarse. Los más pequeños se mezclan para crear otros más grandes. Los más grandes también chocan y se fusionan. Con bastante frecuencia, esas fusiones estimulan nuevos episodios de nacimiento de estrellas. Nuestra propia Vía Láctea creció de esta manera, al igual que M33.

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Las estrellas continúan formándose en nubes de gas de hidrógeno mezcladas con polvo esparcido por todas las galaxias. Los estallidos de formación estelar consumen el gas y el polvo disponibles y eso afecta la forma (o morfología) galáctica. Además, a medida que las estrellas envejecen, aportan los elementos que producen en sus núcleos al medio interestelar (ISM). Esos materiales terminan en las próximas generaciones de estrellas y planetas. Y, como descubrió el equipo dirigido por Tabatabaei, las estrellas más masivas generan rayos cósmicos cuando mueren. Estas partículas de rápido movimiento empujan los vientos a través del espacio interestelar e interactúan con los campos magnéticos.

Grandes cantidades de rayos cósmicos forman un frente de presión que choca contra las guarderías estelares llenas de gas y polvo. La acción del viento hace estallar las nubes y se lleva los bloques de construcción estelares necesarios. Esencialmente, los rayos cósmicos impulsan vientos que apagan la formación estelar. Eso puede ser bastante dañino para una galaxia en crecimiento, que debería ser rica en regiones de nacimiento de estrellas. Por eso es importante estudiar el ISM y rastrear la creación y emisión de rayos cósmicos durante la muerte de la estrella.

Lo que VLA observó en M33
Las observaciones de VLA permitieron al equipo de Tabatabaei estudiar el ISM en M33 en regiones tan pequeñas como 30 parsecs (poco menos de cien años luz) de ancho. Podían observar las regiones de formación de estrellas, así como las áreas donde no se estaba produciendo el nacimiento de estrellas. Ambas áreas son importantes para comprender qué procesos y eventos pueden afectar la formación estelar.

“Las observaciones del VLA indicaron que los rayos cósmicos en M33 están escapando de las regiones donde nacen, lo que les permite impulsar vientos más extensos”, dijo William Cotton, del Observatorio Nacional de Radioastronomía. Sobre la base de estas observaciones, los astrónomos sospechan que muchas explosiones de supernovas y restos de supernovas en las regiones de formación estelar altamente activas de M33 hacen que estos vientos impulsados ​​por rayos cósmicos sean más probables.

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«Esto significa que los rayos cósmicos probablemente sean una causa más general de los vientos galácticos, particularmente en épocas anteriores de la historia del universo, cuando la formación de estrellas ocurría a un ritmo mucho mayor», dijo Tabatabaei. Añadió: «Este mecanismo se convierte así en un factor más importante para comprender la evolución de las galaxias a lo largo del tiempo».

El equipo espera que estudios similares en grandes muestras de galaxias más allá de M33 brinden más información sobre los vientos impulsados ​​por rayos cósmicos que pueden interrumpir la formación estelar. En particular, instalaciones como Square Kilometer Array (SKA) y ngVLA (Next Generation VLA) deberían ser adecuadas para estudiar otras galaxias tanto en el universo moderno como en galaxias anteriores.

Con información de UniverseToday.com

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Skycr_editorhttps://hdavila.com/
Homer Dávila. Máster en geología. Miembro de la International Meteor Organization. Astronomía, radioastronomía, cosmología y ciencia planetaria.
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