El polvo interestelar es un componente clave en las galaxias. Favorece la formación de estrellas e impulsa la química y la física del medio interestelar. Sin embargo, oculta la mayoría de las estrellas de tal forma que es imposible observarlas. Los astrofísicos utilizan leyes de atenuación del polvo que descubrirían estas estrellas ocultas mediante la ingeniería inversa de la luz de las galaxias para cuantificar cuántas estrellas hay.
Los astrofísicos están tratando de estimar qué parte de la luz ultravioleta y visible emitida por las estrellas en las galaxias polvorientas es absorbida por el polvo y luego reemitida en el rango infrarrojo. Sin embargo, durante décadas, el problema fue que las leyes que regían los procesos de atenuación de la radiación por el polvo no se conocían suficientemente. Había una falta de conocimiento sobre de qué depende este proceso. La situación cambió cuando un grupo de astrofísicos encontró una correlación oculta entre el polvo y la forma de las galaxias.
Un equipo internacional de investigadores ha realizado nuevos hallazgos sobre las polvorientas galaxias formadoras de estrellas a distancias superiores a los 10.000 millones de años de nosotros. Han estudiado más de un centenar de galaxias muy oscurecidas por polvo en el universo primitivo e investigado la atenuación de la radiación por el polvo utilizando varios aspectos físicos. Su estudio se publica en la revista Astronomy & Astrophysics.
El equipo estuvo dirigido por el ganador de la beca NCN Preludium, Mahmoud Hamed, junto con su supervisor, otro becario de NCN, SONATA BIS, y la líder del equipo en la División de Astrofísica de NCBJ, la profesora Katarzyna Małek. La estrecha colaboración entre el Centro Nacional de Investigación Nuclear en Varsovia, Polonia, y el Laboratoire d’Astrophisique de Marseille en el sur de Francia, utilizó análisis técnicos de vanguardia para responder a la pregunta de una década: ¿Cuál es la forma de la ley que rige procesos de proceso de atenuación de polvo en galaxias que residen en el universo joven?
El equipo descubrió que las propiedades físicas estimadas de las galaxias ultramasivas súper polvorientas (~10 veces más masivas que nuestra propia Vía Láctea) dependen en gran medida de los modelos utilizados para describir la atenuación del polvo en el análisis. El descubrimiento innovador en este estudio completo fue que la forma en que el polvo oscurece las estrellas está fuertemente correlacionada con la forma de las galaxias observadas en diferentes longitudes de onda.
Los resultados del análisis mostraron que en el caso de una distribución compacta de poblaciones estelares en galaxias, consistente con la distribución de polvo, la influencia del polvo en su percepción puede explicarse usando una ley de atenuación simple, sin necesidad de asumir geometrías complejas de estrellas. y polvo Esto simplifica enormemente los cálculos y análisis de las propiedades físicas de estas galaxias.
Por otro lado, el equipo descubrió que cuando los tamaños de las áreas de población estelar son significativamente más pequeños que los tamaños de las áreas de polvo, se deben incluir características complejas en las leyes de atenuación del polvo para explicar la cantidad de polvo en estos objetos. En términos generales, es crucial tener en cuenta la compacidad relativa de la emisión de estrella a polvo, especialmente porque el tipo de ley de atenuación utilizada puede afectar en gran medida nuestra interpretación de los elementos clave en estas galaxias, como su masa.
Además, sorprendentemente, se descubrió que la curva de evolución del tamaño relativo entre las estrellas y el polvo alcanza su punto máximo alrededor del mediodía cósmico (una época interesante del universo, cuando las galaxias no hacían nada más que formar estrellas masivamente). Estos nuevos hallazgos brindan una gran perspectiva de la naturaleza de las polvorientas galaxias formadoras de estrellas cuando el universo era adolescente, lo cual es fundamental para comprender la evolución de las galaxias. El equipo de investigación espera que su estudio inspire investigaciones futuras para investigar la atenuación del polvo en la era de los grandes instrumentos como el Telescopio Espacial James Webb (JWST) y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).
Con información de Astronomy and Astrophysics
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