Interrupción del nacimiento de estrellas

El Pasado Salvaje de las Galaxias Más Masivas

Dramática formación estelar interrumpida por el nacimiento de agujeros negros supermasivos.

España / Notiocho / ESO

Utilizando el telescopio APEX, un equipo de astrónomos ha encontrado la relación más evidente encontrada hasta el momento entre los estallidos más potentes de formación estelar en el Universo temprano y las galaxias más masivas encontradas en la actualidad.
Las galaxias, floreciendo con dramáticos estallidos estelares en el Universo temprano, fueron testigo de la abrupta interrupción del nacimiento de estrellas, dejándolas con el aspecto actual: galaxias masivas — pero pasivas — con estrellas viejas.
Los astrónomos también tienen un posible culpable para el repentino final de los estallidos de formación estelar: el nacimiento de agujeros negros supermasivos.

Grupos de cúmulos
Los astrónomos han combinado observaciones de la cámara LABOCA operada por ESO en el telescopio de 12 metros Atacama Pathfinder Experiment (APEX), con medidas llevadas a cabo por el telescopio Very Large Telescope de ESO, y el telescopio espacial Spitzer de la NASA, entre otros, para observar la forma en que estas brillantes galaxias distantes se unen en grupos de cúmulos.
Cuanto más cerca se agrupan las galaxias, más masivos son sus halos de materia oscura — la materia invisible que compone la mayor parte de la masa de las galaxias.
Estos nuevos resultados son las medidas más precisas de cúmulos hechas nunca para este tipo de galaxia.
Las galaxias están tan lejos que su luz ha tardado alrededor de diez mil millones de años en llegar hasta nosotros, de manera que las vemos como eran hace alrededor de diez mil millones de años.

Galaxias submilimétricas
Estas galaxias distantes
se conocen como
galaxias submilimétricas.
Son galaxias muy brillantes
del Universo distante donde
tiene lugar una intensa
formación estelar.
Debido a la gran distancia,
la luz de las estrellas calienta
la luz infrarroja que emiten
los granos de polvo, con lo
cual esta sufre un corrimiento
al rojo, llegando a nosotros
desplaza a longitudes
de onda más largas.
Por eso observamos mejor
estas galaxias polvorientas
en longitudes de onda
submilimétricas de la luz.

Starburst
En estas instantáneas del Universo temprano, las galaxias están viviendo el fenómeno más intenso de formación estelar conocido, el denominado estallido de formación estelar o starburst (en inglés).
Midiendo las masas de los halos de materia oscura que se encuentran alrededor de las galaxias, y utilizando simulaciones por ordenador para estudiar cómo esos halos crecen con el paso del tiempo, los astrónomos vieron que esas galaxias distantes con estallidos de formación estelar del Universo temprano, con el tiempo se transforman en galaxias elípticas gigantes — las galaxias más masivas del Universo actual.

Duración
“Esta es la primera vez que hemos sido capaces de mostrar esta relación directa entre los estallidos de formación estelar más energéticos del Universo temprano, y las galaxias gigantes más masivas del Universo actual," explica Ryan Hickox (Dartmouth College, EE.UU., y Universidad de Durham, Reino Unido), el investigador que lidera el equipo.
Además, las nuevas observaciones indican que los brillantes estallidos que tienen lugar en esas galaxias distantes duran tan solo cien millones de años —un tiempo muy corto en términos cosmológicos— pese a lo cual, en ese breve espacio de tiempo, son capaces de doblar la cantidad de estrellas en las galaxias.
El repentino final de ese rápido crecimiento es otro episodio de la historia de las galaxias que los astrónomos aún no han terminado de entender.

Balizas galácticas
“Sabemos que las estrellas masivas elípticas dejaron de producir estrellas de forma bastante abrupta hace mucho tiempo, y ahora son pasivas.
"Y los científicos se preguntan qué podría ser lo suficientemente poderoso como parar el estallido de formación estelar de toda una galaxia,” afirma Julie Wardlow (Universidad de California en Irvine, EE.UU. y Universidad de Durham, Reino Unido), miembro del equipo de investigación.
Los resultados del equipo proporcionan una posible explicación: en ese estadio de la historia del cosmos, los estallidos de formación estelar se agruparon de manera similar a los cuásares, indicando que se encuentran en los mismos halos de materia oscura.
Los cuásares se encuentran entre los objetos más energéticos del Universo — balizas galácticas que emiten una intensa radiación, alimentada por un agujero negro supermasivo en el centro.

Alimentan al agujero negro
Existe una creciente evidencia que sugiere que el intenso estallido de formación estelar también alimenta al cuásar proporcionando grandes cantidades de material al agujero negro.
El cuásar, a su vez, emite poderosos estallidos de energía que, se cree, expulsan los restos de gas de la galaxia —la materia prima para la formación de nuevas estrellas— y esto, efectivamente pone fin a la fase de formación estelar.
“En resumen, los días de gloria de las galaxias en lo que a intensa formación estelar se refiere también son su condena, ya que alimentan al gigantesco agujero negro que se encuentra en su centro, el cual expulsa o destruye rápidamente las nubes de formación estelar,” explica David Alexander (Universidad de Durham, Reino Unido), miembro del equipo.