Español

ALMA: Almacenes de energía para la formación de estrellas dan nuevas pistas acerca de la formación del universo

Imagen muestra cómo el gas que cae en las galaxias distantes de intensa formación reservas turbulentas de gas frío que se extienden a más de 30.000 años luz de las regiones centrales. Crédito de la imagen: ESO / L. Benassi

ANN ARBOR– En los inicios del universo, las galaxias de intensa formación estelar convirtieron grandes reservas de gas de hidrógeno en nuevas estrellas a un ritmo vertiginoso.

Pero mientras la energía de esta vigorosa formación estelar tuvo su efecto en muchas de las galaxias jóvenes -utilizando gran parte de su gas de hidrógeno y frenando la futura formación de estrellas- otras galaxias jóvenes pudieron retener el poder de formación de estrellas mucho después de que galaxias similares alcanzaron la mediana edad.

Para arrojar luz sobre este misterio, Ted Bergin de la Universidad de Michigan, y sus colegas astrónomos utilizaron el observatorio ALMA localizado en el norte de Chile, para estudiar seis galaxias de intensa formación estelar. ALMA, o el Gran Conjunto Milimétrico/submilimétrico de Atacama, por sus siglas en inglés, es operado por el Observatorio Europeo Austral (ESO), junto con sus socios internacionales y consta de 66 antenas que, utilizando una técnica denominada interferometría, funcionan juntas como si fueran un solo telescopio gigante.

Utilizando ALMA, los científicos descubrieron que cinco de las seis galazias que observaron estaban rodeadas por depósitos turbulentos de gas de hidrógeno, el combustible para la futura formación de estrellas. Estos estanques de combustibles fueron  descubiertos al hallar extensas regiones de moléculas de hidruro de carbono en y alrededor de las galaxias. El hidruro de carbono es un ion de la molécula de CH y traza regiones altamente turbulentas en las galaxias que están llenas de gas hidrógeno.

Las nuevas observaciones de ALMA, dirigidas por Edith Falgarone del Ecole Normale Supérieure y el Observatorio de Paris, Francia, aparecen en un estudio publicado en la revista Nature, ayudan a explicar cómo las galaxias se las arreglan para ampliar su período de formación estelar rápida.

“Al detectar estas moléculas con ALMA, descubrimos que hay enormes depósitos de gas turbulento que rodean las galaxias de intensa formación estelar distantes”, dijo Bergin, profesor de astronomía en la UM. “Estas observaciones proporcionan nuevos conocimientos sobre el crecimiento de las galaxias.”

“El hidruro de carbono es una molécula especial”, añadió Martin Zwaan, un astrónomo del Observatorio Europeo del Sur que contribuyó al estudio. “Se necesita una gran cantidad de energía para formarlo y es muy reactivo, lo que significa que su vida útil es muy corta y no puede ser transportado lejos. El hidruro de carbono, por lo tanto, traza cómo fluye la energía en las galaxias y sus alrededores.”

El hidruro de carbono observado revela ondas de choque densas, impulsadas por los calientes, rápidos vientos galácticos que se originan dentro de las regiones de formación estelar de las galaxias. Estos vientos fluyen a través de una galaxia y empujan el material fuera de ella. Sus movimientos turbulentos son tales que la atracción gravitacional de una galaxia puede recuperar parte de ese material. Este material luego se reúne en depósitos turbulentos de gas fresco, de baja densidad, que se extienden más de 30.000 años luz de la región de formación de estrellas de la galaxia.

“Con hidruro de carbono, descubrimos que la energía se almacena dentro de vastos vientos del tamaño de galaxias y termina en movimientos turbulentos en embalses previamente invisibles de gas frío que rodean la galaxia”, dijo Falgarone. “Nuestros resultados desafían la teoría de la evolución de las galaxias. Al conducir la turbulencia en los embalses, estos vientos galácticos extienden la fase de estallido estelar en lugar de apagarlo.”

El equipo determinó que los vientos galácticos solos no podían reponer los depósitos gaseosos recién revelados. Los investigadores sugieren que la masa es proporcionada por las fusiones galácticas o acreción de las corrientes ocultas de gas, según lo predicho por la teoría actual.

“Este descubrimiento representa un importante paso adelante en nuestra comprensión de cómo el flujo de material se regula en torno a las más intensas galaxias de estallido estelar en el universo temprano”, dijo el coautor del estudio Rob Ivison, director de ESO para la ciencia. “Esto demuestra lo que puede lograrse cuando los científicos de diversas disciplinas se unen para explotar las capacidades de uno de los telescopios más poderosos del mundo.”

Extracto del estudio

Ted Bergin