Ciencias

Estrellas enormes en galaxias enanas retrasan los supervientos e impulsan la formación estelar

Se puede suponer que las enormes galaxias repletas de estrellas son fábricas estelares, que hacen girar brillantes bolas de gas. En realidad, las galaxias enanas menos desarrolladas tienen regiones más grandes de fábricas estelares con tasas más altas de formación estelar.

La astrónoma Sally Oey de la Universidad de Michigan estudió una región de formación de estrellas en la galaxia anfitriona, NGC 2366, que es una típica galaxia enana irregular. Crédito de la imagen: Observatorio de Calar Alto, J. van Eymeren (AIRUB, ATNF) y AR López-Sánchez.

oh Universidad de Michigan Los investigadores han descubierto la causa de este fenómeno: estas galaxias experimentan un retraso único de 10 millones de años antes de expulsar el gas que obstruye su entorno. Este retraso permite que el gas y el polvo queden atrapados en las regiones de formación estelar, facilitando la coalescencia y evolución de más estrellas.

En las galaxias enanas relativamente tempranas, las estrellas masivas con un rango de masa de aproximadamente 20 a 200 veces la del Sol tienden a colapsar en agujeros negros en lugar de sufrir explosiones de supernova.

Por el contrario, en galaxias más evolucionadas y contaminadas como la Vía Láctea, es más probable que estas estrellas masivas exploten, creando un superviento colectivo. Este superviento provoca la expulsión de gas y polvo de la galaxia, lo que provoca que la formación de estrellas cese rápidamente.

La investigación se publica en Astrofísico A diario.

Cuando las estrellas se convierten en supernovas, contaminan su entorno produciendo y liberando metales. Sostenemos que en entornos galácticos de baja metalicidad y relativamente no contaminados, hay un retraso de 10 millones de años en la aparición de fuertes supervientos, lo que a su vez da como resultado una mayor formación de estrellas..

Michelle Jecmen, primera autora del estudio e investigadora universitaria de la Universidad de Michigan

Los investigadores de la UM hacen referencia al diapasón del Hubble, un diagrama creado por el astrónomo Edwin Hubble para clasificar las galaxias. En este modelo, el diapasón representa las galaxias más grandes: entidades esféricas masivas llenas de estrellas que han agotado sus reservas de gas para formar estrellas.

A lo largo de los dientes del diapasón se extienden galaxias espirales que muestran gas y regiones compactas de formación de estrellas dentro de sus brazos espirales. Finalmente, en la punta del diapasón se encuentran las galaxias menos desarrolladas y más pequeñas de la clasificación.

Pero estas galaxias enanas simplemente tienen regiones de formación de estrellas realmente monstruosas. Ha habido algunas ideas sobre por qué esto es así, pero el descubrimiento de Michelle ofrece una explicación bastante buena: estas galaxias tienen dificultades para detener su formación estelar porque no expulsan su gas..

Sally Oey, autora principal y astrónoma, Universidad de Michigan

Además, este período de tranquilidad de 10 millones de años ofrece a los astrónomos una ventana para observar situaciones similares al amanecer cósmico, una era inmediatamente posterior al Big Bang, como lo describe Jecmen. En las primeras galaxias enanas, las acumulaciones de gas crean vacíos a través de los cuales se puede dispersar la radiación.

Este hecho conocido se alinea con el modelo de “valla”, que ilustra la radiación ultravioleta que se escapa a través de espacios similares a los listones de una cerca. El retraso aclara cómo el gas pudo haber tenido la oportunidad de agregarse en estas formaciones.

La radiación ultravioleta es importante porque ioniza el hidrógeno, reflejando un proceso que ocurrió poco después del Big Bang y que lideró la transición del universo de la opacidad a la transparencia.

Y, por lo tanto, observar galaxias enanas de baja metalicidad y mucha luz ultravioleta es algo similar a mirar hasta el amanecer cósmico. Comprender la época del Big Bang es muy interesante. Es fundamental para nuestro conocimiento. Es algo que sucedió hace mucho tiempo; es tan fascinante que podamos ver situaciones similares en galaxias que existen hoy..

Michelle Jecmen, primera autora del estudio e investigadora universitaria de la Universidad de Michigan

La investigación de Oey, publicada en Astrofísico Cartas del diario utiliza el Telescopio Espacial Hubble para observar Mrk 71, una región de una galaxia enana cercana a unos 10 millones de años luz de distancia. En Mrk 71, el grupo encuentra evidencia observacional del escenario Jecmen. El grupo emplea un conjunto de filtros que enfocan la luz del carbono triplemente ionizado, utilizando un nuevo método del Telescopio Espacial Hubble.

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Según Oey, en galaxias altamente desarrolladas con abundantes explosiones de supernovas, estos eventos elevan la temperatura del gas dentro de un cúmulo de estrellas a niveles extremadamente altos, alcanzando millones de grados Kelvin.

En consecuencia, a medida que este intenso superviento se expande, expulsa con fuerza el gas restante de los cúmulos estelares. Sin embargo, en entornos de baja metalicidad como Mrk 71, donde las explosiones estelares son escasas, la energía dentro del área se disipa a través de la radiación. En consecuencia, carece de la oportunidad de generar un superviento.

Los filtros del equipo demuestran que se está irradiando energía, detectando un brillo difuso de carbono ionizado en todo Mrk 71. De esta manera, se permite que haya gas denso en todo el entorno sin supervientos calientes.

Oey y Jecmen destacan numerosas implicaciones que surgen de su investigación.

Oey concluye: “Nuestros hallazgos también podrían ser importantes para explicar las propiedades de las galaxias que el Telescopio Espacial James Webb observa en este momento en el amanecer cósmico. Creo que todavía estamos en el proceso de comprender las consecuencias..”

Referencias de revistas:

Jecmen, MC y Oey, MS (2023) Retroalimentación mecánica retardada de una estrella masiva con baja metalicidad. Diario astrofísico. doi.org.10.3847/1538-4357/ad0460.

Hola MS y otra. (2023) Imagen Nebular C ivλ1550 Starburst pobre en metales Mrk 71: Evidencia directa de enfriamiento catastrófico. Cartas de revistas astrofísicas. doi.org/10.3847/2041-8213/ad07dd.

Fuente: https://umich.edu/

Prudencia Febo

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