Cuanto más masiva, o más llena de estrellas, es una galaxia, más rápido se forman las estrellas en ella. Esta parece ser la regla general, que se contradice, sin embargo, en algunos casos anormales, por ejemplo, delgada no masivagalaxias que son hiperactivas en su formación estelar. Hasta ahora el fenómeno había sido explicado por eventos externos catastróficos como galaxias que colisionan y se fusionan, pero una nueva teoría ofrece una explicación alternativa, relacionada con un proceso in situ interno de evolución de galaxias.La teoría reproduce correctamente el comportamiento de las galaxias normales y anormales o atípicas, y puede ser probada por nuevas observaciones. Un estudio realizado por la Escuela Internacional de Estudios Avanzados SISSA en Trieste, ya publicado en el archivo astro.ph,pronto se publicará en El diario astrofísico .
Si colocamos las galaxias para las cuales tenemos los datos relevantes en un gráfico que relaciona la masa de estrellas en cada galaxia con la tasa de formación de estrellas de esa galaxia, la mayoría de ellas aparecería como una nube compacta, que podría describirse usandouna función simple. Este gráfico se conoce como la Secuencia Principal de la Galaxia GMS, una relación de observación fundamental para los científicos que estudian las galaxias. La imagen que emerge es simple: cuanto más masiva es la galaxia, más rápido tiende a ser su proceso de formación estelar.
Pero por simple que parezca, hay un problema. Hay algunas excepciones casos anormales o atípicos que no parecen seguir la regla. Ciertas galaxias, de hecho, aunque no contienen muchas estrellas tienen tasas muy intensas de formación estelar.La hipótesis más acreditada para explicar estos casos anormales invoca colisión y fusión entre dos galaxias: por lo tanto, estos valores atípicos no serían más que galaxias capturadas durante su colisión, un fenómeno que conduciría a un aumento repentino, aunque transitorio, en su tasa de formación de estrellas.
Claudia Mancuso, investigadora de SISSA y primera autora del estudio junto con los profesores de SISSA Andrea Lapi y Luigi Danese, sugirieron una explicación alternativa fascinante: "De acuerdo con el enfoque que desarrollamos en SISSA y publicamos hace solo unos meses, colisión y fusión,aunque es posible, no son tan relevantes como para poder explicar la formación y evolución de las galaxias, incluidos los valores atípicos observados en GMS ", dice el científico." Nuestro enfoque ofrece una explicación in situ basada únicamente en los procesos internos de la galaxia en evolución"
El papel del agujero negro central
En particular, la explicación dada por Mancuso y sus colegas se basa en la estrecha relación que existe entre la formación de estrellas y el crecimiento del agujero negro central dentro de las galaxias masivas ". Estos dos eventos son simultáneos e interrelacionados. A medida que se forma la galaxiaestrellas y aumenta su masa de manera constante y sustancial, su agujero negro también crece y lo hace a un ritmo aún más rápido ", explica Mancuso." En cierto punto, el agujero negro se vuelve tan grande como para desarrollar un "viento energético"', que barre el gas y el polvo de su entorno. Dado que se trata de materiales que forman nuevas estrellas, el proceso de formación de estrellas se detiene bruscamente ".
En base a este escenario, Mancuso y sus colegas formularon una predicción sobre GMS y demostraron que sus resultados están en excelente acuerdo con la relación media observada, al tiempo que proporcionan una nueva interpretación para los valores atípicos. "Son simplemente galaxias muy jóvenes", explica Mancuso."Una galaxia en sus primeras etapas de vida, llena de polvo y gas, tiene una tasa de formación estelar muy alta, pero al mismo tiempo todavía contiene muy pocas estrellas porque aún no ha tenido tiempo de formarlas, eso es todo"Una explicación simple y elegante que no requiere ninguna intervención externa. A medida que avanza la evolución, el científico continúa, las galaxias se acercan cada vez más a la media del GMS, donde pasarán la mayor parte de sus vidas, antes de ser" convertidas"por el viento energético del agujero negro". Por eso la nube de datos es tan densa en esa parte del diagrama ", agrega.
"Claramente, la prueba de ácido proviene de las observaciones", concluye Mancuso. "Verificamos la edad, estimada por observación, de algunos valores atípicos en el GMS, y de hecho siempre son galaxias muy jóvenes". Más que eso, validación adicionalpodría llegar muy pronto: "De hecho, nuestra teoría implica que las galaxias atípicas, que son jóvenes y tienen tasas de formación estelar muy altas, siguen siendo ricas en gas, y esto nos permitirá estudiarlas en profundidad utilizando el interferómetro ALMA".
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Materiales proporcionado por Sissa Medialab . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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