¿Están las galaxias estranguladas o desgasificadas?  Un 'misterio de asesinato' resuelto

¿Están las galaxias estranguladas o desgasificadas? Un ‘misterio de asesinato’ resuelto

Aquí, el azul representa la luz ultravioleta, típica de lugares con estrellas recién formadas.  Esta galaxia está claramente lejos de ser estrangulada.

Aquí, el azul representa la luz ultravioleta, típica de lugares con estrellas recién formadas. Esta galaxia está claramente lejos de ser estrangulada.

Un grupo de investigadores parece haber resuelto un viejo acertijo asesino: ¿las galaxias mueren repentinamente cuando su suministro de gas es expulsado repentinamente? ¿O mueren gradualmente después de que se corta el suministro de gas exterior? «Morir» aquí se refiere a la capacidad de la galaxia para formar nuevas estrellas. Continuarán existiendo mucho después de esta muerte, pero se trasladarán a la población de galaxias «inactivas» con estrellas viejas que pueden esperar que se les unan pocos hermanos.

Las estrellas se forman por la contracción del gas, por lo que si una galaxia tiene poco gas para contraerse, no puede crear nuevas estrellas. Si un proceso expulsara repentinamente todo el gas de una galaxia, la producción de estrellas se detendría repentinamente. Si se cortara el suministro de gas exterior de la galaxia, todavía quedaría gas en la galaxia con el que trabajar, pero la formación de estrellas se detendría lentamente debido a este estrangulamiento.

Entonces, la diferencia entre los métodos de muerte es un poco como si el aire fuera succionado violentamente de los pulmones hacia el espacio (expulsión de gas) o aguantar la respiración bajo el agua (estrangulamiento).

Cambiar a metal

Para averiguar cuál de los dos escenarios ocurre realmente, los investigadores examinaron las galaxias locales del Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Observaron una muestra de 22.618 galaxias inactivas y las compararon con 3.905 galaxias que todavía están formando estrellas. Examinaron los espectros de luz de estas galaxias para determinar la metalicidad. En astrofísica, cualquier elemento por encima del helio en la tabla periódica se considera un metal. La mayor parte del gas del Universo es hidrógeno o helio, pero una parte se convierte en metales por fusión en el núcleo de una estrella.

Cuando las estrellas mueren más tarde, pueden liberar materia en el espacio interestelar, un gas que contiene más metales que los que tenía la estrella cuando se formó por primera vez. Entonces se pueden formar nuevas estrellas a partir de este gas metálico, y los resultados tendrán una mayor metalicidad, lo que significa más elementos pesados.

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En los dos escenarios de muerte de galaxias, estrangulamiento y eyección de gas, los investigadores esperarían ver diferentes metalicidades. Si se expulsa el gas, la metalicidad permanece igual que justo antes de que se expulsara el gas, porque se pueden formar pocas estrellas nuevas para aumentar la metalicidad. Sin embargo, en el escenario de estrangulamiento, la metalicidad continúa aumentando después de que se detiene el flujo de gas porque todavía se están produciendo nuevas estrellas. De hecho, la metalicidad en realidad aumenta más rápido después de que se detiene el flujo de gas, porque no hay gas entrante para diluirlo.

Es un poco como verter agua y jugo de naranja en una jarra, donde el jugo de naranja representa los metales. Si de repente deja de verter el agua pero continúa vertiendo el jugo de naranja al mismo ritmo, el contenido de la jarra rápidamente se volverá más anaranjado que acuoso.

¿Novela policiaca?

Los resultados del análisis de los investigadores son decisivos. La metalicidad de los espectros de las galaxias «revela claramente que el estrangulamiento es el principal mecanismo responsable de la extinción de la formación estelar», escriben los autores en su artículo. Este proceso de estrangulamiento tarda unos cuatro mil millones de años en detener por completo la formación de estrellas. (Casualmente, un ser humano tarda unos cuatro minutos en morir estrangulado).

Es importante tener en cuenta que estos resultados solo se aplican a galaxias más pequeñas que aproximadamente 100 mil millones de veces la masa del Sol (masa solar). Por encima de esta masa, las galaxias se vuelven raras, lo que significa que el estrangulamiento es el mecanismo más común para detener la formación de estrellas en el Universo, ya que se aplica a los tipos de galaxias más comunes. .

Las galaxias más grandes, como las galaxias elípticas gigantes, se extinguieron mucho más rápido que los cuatro mil millones de años de estrangulamiento (un hecho que se estableció antes de este estudio). Probablemente también se formaron por diferentes mecanismos, por lo que no es necesariamente sorprendente que también mueran por diferentes mecanismos.

La siguiente pregunta es qué hace que el gas se corte. Probablemente tenga algo que ver con el entorno inmediato de la galaxia. Las galaxias en grupos o cúmulos pueden separarse del gas circundante ya sea por presión dinámica (una presión que siente cualquier cuerpo que se mueve a través de un fluido) o por fuerzas de marea ejercidas por las galaxias circundantes. En algunos casos, la eyección de gas de una galaxia también puede contribuir. El trabajo futuro debería responder de manera concluyente a esta pregunta y detallar más el papel del estrangulamiento para poner fin a la formación de estrellas en las galaxias.

Naturaleza2015. DOI: 10.1038/nature14439 (Acerca de los DOI)

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