Las galaxias enanas utilizan un periodo de silencio de 10 millones de años para producir estrellas         

Por: Morgan Sherburne, Universidad de Michigan.

21 de noviembre de 2023

Región de formación estelar 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) & Á.R. López Sánchez.

Si observas galaxias masivas repletas de estrellas, se te podría perdonar que pienses que son fábricas de estrellas, produciendo constantemente nuevas estrellas. Pero, en realidad, las galaxias enanas menos evolucionadas tienen regiones más grandes de fábricas de estrellas, con mayores tasas de formación estelar. Ahora, investigadores de la Universidad de Michigan han descubierto la razón subyacente: estas galaxias experimentan un retraso de 10 millones de años en expulsar el gas que llena su entorno, permitiendo a que las regiones de formación estelar pueden retener su gas y polvo, haciendo que más estrellas se fusionen y evolucionen.

En estas galaxias enanas relativamente prístinas, estrellas masivas (estrellas entre 20 y 200 veces la masa de nuestro Sol) colapsan en agujeros negros en lugar de explotar como supernovas. Pero en galaxias más evolucionadas y contaminadas, como nuestra Vía Láctea, es más probable que exploten, generando así un superviento colectivo. El gas y el polvo son expulsados ​​de la galaxia y la formación de estrellas se detiene rápidamente. De acuerdo a los investigadores, a medida que las estrellas se convierten en supernovas, contaminan su entorno produciendo y liberando metales, en entornos galácticos de baja metalicidad que están relativamente no contaminados, hay un retraso de 10 millones de años en el inicio de fuertes supervientos, lo que, a su vez, da como resultado una mayor formación de estrellas.

Los investigadores de la UM señalan lo que se llama Diagrama de Hubble, una clasificación morfológica de las galaxias, propuesta por el astrónomo Edwin Hubble. Este diagrama muestra una secuencia inicial  en forma de línea, donde se encuentran las galaxias más grandes, redondeadas y repletas de estrellas, estas galaxias ya han convertido todo su gas en estrellas. Esta línea se divide en dos ramas, donde se ubican las galaxias espirales, que tienen gas y regiones de formación de estrellas a lo largo de sus brazos compactos. Al final de ambas ramas se ubicarían las galaxias menos evolucionadas.

Secuencia de Hubble. Imagen extraída de Wikipedia.

Por otra parte, este período de tranquilidad de 10 millones de años ofrece a los astrónomos la oportunidad de observar escenarios similares al amanecer cósmico, un período de tiempo justo después del Big Bang. En las galaxias enanas prístinas, el gas se acumula y forma espacios a través de los cuales puede escapar la radiación. Este fenómeno ya conocido se denomina modelo de "valla de estacas", en la que la radiación ultravioleta se escapa entre los espacios de la valla. Este retraso explica por qué el gas habría tenido tiempo de acumularse.

La radiación ultravioleta es importante porque ioniza el hidrógeno, un proceso que también ocurrió justo después del Big Bang y provocó que el Universo pasara de opaco a transparente. Por lo tanto, observar galaxias enanas de baja metalicidad con mucha radiación ultravioleta es algo similar a mirar el amanecer cósmico, siendo fundamental para la comprensión de fenómenos en el origen del Universo. En ese sentido, otro equipo de investigación contrastó las observaciones con 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 equipo encontró evidencia observacional del escenario.

En galaxias más evolucionadas con muchas explosiones de supernovas, esas explosiones calientan el gas en un cúmulo de estrellas a temperaturas muy altas, hasta millones de grados Kelvin. A medida que este superviento caliente se expande, expulsa el resto del gas de los cúmulos de estrellas. Pero en ambientes de baja metalicidad como Mrk 71, donde las estrellas no explotan, la energía dentro de la región se irradia. No tiene la posibilidad de formar un superviento.

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