ALMA es testigo de un mortal tira y afloja entre galaxias en fusión

30 Agosto, 2022 / Tiempo de lectura: 8 minutes

Mientras observaban una galaxia recién inactiva utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y el Telescopio Espacial Hubble (HST), un equipo científico descubrió que este había dejado de formar estrellas no porque hubiera agotado todo su gas, sino porque la mayor parte de su combustible para la formación de estrellas había sido expulsado del sistema cuando se fusionó con otra galaxia. Este resultado constituye una primicia para los astrónomos y astrónomas de ALMA. Además, si se demuestra que este resultado es común,  podría cambiar la forma en que la comunidad científica entiende las fusiones y muertes de galaxias. 

A medida que las galaxias se mueven por el Universo, a veces se encuentran con otras, y cuando interactúan, la gravedad de cada galaxia atrae a la otra. El tira y afloja resultante arroja gas y estrellas lejos de las galaxias, dejando atrás flujos de material conocidos como colas de marea. 

Y eso es justamente lo que el equipo científico cree que sucedió con SDSS J1448+1010, pero con un giro en la trama. La galaxia masiva, que nació cuando el Universo tenía aproximadamente la mitad de su edad actual, casi ha completado su fusión con otra galaxia. Durante las observaciones con HST y ALMA, el equipo científico descubrió colas de marea que contenían aproximadamente la mitad del gas frío de formación estelar de todo el sistema. El descubrimiento del material descartado a la fuerza, equivalente a 10 mil millones de veces la masa del Sol, fue un indicador de que la fusión puede ser responsable de acabar con la formación de estrellas, y eso es algo que los científicos no esperaban.

“Lo que inicialmente hizo que esta galaxia masiva fuera interesante fue que, por alguna razón, de repente dejó de formar estrellas hace unos 70 millones de años, inmediatamente después de un estallido de actividad de formación estelar. La mayoría de las galaxias están felices de seguir formando estrellas”, dijo Justin Spilker, astrónomo de la Universidad Texas A&M y autor principal del artículo. “Nuestras observaciones con ALMA y Hubble demostraron que la verdadera razón por la que la galaxia dejó de formar estrellas es que el proceso de fusión expulsó alrededor de la mitad del combustible gaseoso para la formación estelar en el espacio intergaláctico. Sin combustible, la galaxia no podría seguir formando estrellas”. 

El descubrimiento arroja luz sobre los procesos por los cuales las galaxias viven o mueren y ayuda a la comunidad astronómica a comprender mejor su evolución. 

“Cuando observamos el Universo, vemos algunas galaxias que están formando activamente nuevas estrellas, como nuestra propia Vía Láctea, y otras que no. Pero esas galaxias 'muertas' tienen muchas estrellas viejas en ellas, por lo que deben haber formado todas esas estrellas en algún momento y luego dejaron de hacer nuevas”, dijo Wren Suess, becario de cosmología en la Universidad de California Santa Cruz y coautor del artículo. "Todavía no comprendemos todos los procesos que hacen que las galaxias dejen de formar estrellas, pero este descubrimiento muestra cuán poderosas son estas importantes fusiones de galaxias y cuánto pueden afectar la forma en que una galaxia crece y cambia en el tiempo". 

Debido a que el nuevo resultado proviene de una sola observación, actualmente no está claro qué tan común puede ser este tira y afloja y su inactividad resultante. Sin embargo, el descubrimiento desafía las teorías arraigadas sobre cómo se detiene exactamente la formación de estrellas y mueren las galaxias, brindando a la comunidad científica un nuevo y emocionante desafío: encontrar más ejemplos. 

"Si bien a partir de este sistema queda bastante claro que el gas frío realmente puede terminar fuera de un sistema de fusión que apaga una galaxia, el tamaño de la muestra de una galaxia nos dice muy poco sobre cuán común es este proceso", dijo David Setton, un estudiante de posgrado en el departamento de física y astronomía de la Universidad de Pittsburgh y coautor del artículo. “Pero, hay muchas galaxias por ahí como J1448+1010 que podemos atrapar justo en medio de esos choques y estudiar exactamente qué les sucede cuando pasan por esa etapa. La eyección de gas frío es una pieza nueva y emocionante del rompecabezas sobre la inactividad, y estamos emocionados de tratar de encontrar más ejemplos de esto”.  Spilker agregó que "la comunidad astronómica solía pensar que la única forma de hacer que las galaxias dejaran de formar estrellas era a través de procesos realmente violentos y rápidos, como un montón de supernovas que explotan en la galaxia para expulsar la mayor parte de su gas y calentar el resto. Nuestras observaciones muestran que no se necesita un proceso 'llamativo' para detener la formación de estrellas. El proceso de fusión, que es mucho más lento, también puede poner fin a la formación de estrellas y galaxias”.

Información adicional

"Supresión de la formación de estrellas mediante la eliminación por mareas de gas molecular frío de una galaxia masiva posterior al estallido estelar de desplazamiento al rojo intermedio", J. Spilker et al, . Los resultados de la investigación se publican en The Astrophysical Journal Letters.

El comunicado de prensa original fue publicado en inglés por el Observatorio Radioastronómico Nacional de los Estados Unidos (NRAO), socio de ALMA en nombre de América del Norte.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.

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