Matemáticas, Física y Química: Astronomía y Astrofísica
Relacionan remotos estallidos estelares con galaxias masivas actuales
Un equipo de astrónomos ha encontrado la mejor relación hasta la fecha entre los estallidos más potentes de formación estelar del universo temprano y las galaxias actuales más masivas, que fueron testigos de una abrupta interrupción del nacimiento de estrellas y que hoy están pasivas con viejas estrellas. El nacimiento de agujeros negros supermasivos parece estar detrás del repentino final de aquellos estallidos de formación estelar.
Galaxias distantes con estrellas en formación en el universo temprano. Imagen: ESO, APEX, A. Weiss et al., NASA Spitzer S.C.
“Es la primera vez que hemos podido mostrar una relación directa entre los estallidos de formación estelar más energéticos del universo temprano y las galaxias gigantes más masivas del universo actual" explica Ryan Hickox, investigador en el Dartmouth College de EEUU y la Universidad de Durham en Reino Unido. El científico lidera un estudio internacional que publica la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Para realizar la investigación los astrónomos han combinado observaciones de la cámara LABOCA operada por el Observatorio Europeo Austral (ESO) en el telescopio de 12 metros Atacama Pathfinder Experiment (APEX), con medidas llevadas a cabo por el telescopio Very Large Telescope de ESO, y del telescopio espacial Spitzer de la NASA, entre otros.
De esta forma han observado la forma en que las brillantes galaxias distantes se unen en grupos de cúmulos. Cuanto más cerca se agrupan las galaxias, más masivos son sus halos de materia oscura. Estos nuevos resultados son las medidas más precisas de cúmulos hechas nunca para este tipo de galaxias.
Las galaxias están tan lejos que su luz ha tardado alrededor de diez mil millones de años en llegar hasta nosotros, de manera que las vemos como eran hace alrededor de diez mil millones de años. En estas instantáneas del universo temprano, las galaxias están viviendo el fenómeno más intenso de formación estelar conocido, el denominado estallido de formación estelar o starburst (en inglés).
Midiendo las masas de los halos de materia oscura que se encuentran alrededor de las galaxias, y utilizando simulaciones por ordenador para estudiar cómo esos halos crecen con el paso del tiempo, los astrónomos vieron que esas galaxias distantes con estallidos de formación estelar del universo temprano, con el tiempo se transforman en galaxias elípticas gigantes: las galaxias más masivas del universo actual.
Además, las nuevas observaciones indican que los brillantes estallidos que tienen lugar en esas galaxias distantes duran tan solo cien millones de años — un tiempo muy corto en términos cosmológicos — pese a lo cual, en ese breve espacio de tiempo, son capaces de doblar la cantidad de estrellas en las galaxias. El repentino final de ese rápido crecimiento es otro episodio de la historia de las galaxias que los astrónomos aún no han terminado de entender.
El misterio de la interrupción estelar
“Sabemos que las estrellas masivas elípticas dejaron de producir estrellas de forma bastante abrupta hace mucho tiempo, y ahora son pasivas, y los científicos se preguntan qué podría ser lo suficientemente poderoso como parar el estallido de formación estelar de toda una galaxia,” afirma Julie Wardlow, de la Universidad de California en Irvine (EEUU) y la Universidad de Durham (Reino Unido) y otro miembro del equipo.
Los investigadores apuntan una posible explicación: en ese estadio de la historia del cosmos, los estallidos de formación estelar se agruparon de manera similar a los cuásares (fuentes de energía electromagnética), indicando que se encuentran en los mismos halos de materia oscura. Los cuásares se encuentran entre los objetos más energéticos del universo, balizas galácticas que emiten una intensa radiación, alimentada por un agujero negro supermasivo en el centro.
En los últimos años crece la evidencia que sugiere que el intenso estallido de formación estelar también alimenta al cuásar proporcionando grandes cantidades de material al agujero negro. El cuásar, a su vez, emite poderosos estallidos de energía que, se cree, expulsan los restos de gas de la galaxia — la materia prima para la formación de nuevas estrellas — y esto, pondría fin a la fase de formación estelar.
“En resumen, los días de gloria de las galaxias en lo que a intensa formación estelar se refiere también son su condena, ya que alimentan al gigantesco agujero negro que se encuentra en su centro, el cual expulsa o destruye rápidamente las nubes de formación estelar”, concluye otro miembro del grupo, David Alexander, de la universidad británica de Durham.
