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Algo está matando las galaxias más extremas del universo

En las regiones más extremas del universo, las galaxias están siendo asesinadas. Su formación estelar se está cerrando y queremos saber por qué.

El primer gran proyecto liderado por Canadá en uno de los principales telescopios del mundo espera hacer precisamente eso. El nuevo programa, llamado  Virgo Environment Traced in Carbon Monoxide (VERTICO), está investigando, en brillante detalle, cómo las galaxias son asesinadas por su entorno.

La galaxia espiral NGC 4330 se encuentra en el Cluster (Cúmulo) de Virgo. El gas caliente despojado por presión de carnero se muestra en rojo, y una superposición azul muestra gas en formación de estrellas.(Imagen: ©Fossatie)

Los grandes programas de investigación de ALMA como VERTICO están diseñados para abordar problemas científicos estratégicos que conducirán a un avance importante en el campo.

En los interiores densos e inhóspitos de los cúmulos, las galaxias interactúan fuertemente con su entorno y entre sí. Son estas interacciones las que pueden matar, o apagar, su formación estelar.

Comprender qué mecanismos de enfriamiento apagan la formación de estrellas y cómo lo hacen es el foco principal de la investigación de la colaboración VERTICO.

El ciclo de vida de las galaxias:

A medida que las galaxias caen a través de cúmulos, el plasma intergaláctico puede eliminar rápidamente su gas en un proceso violento llamado extracción de presión de ram. Cuando eliminas el combustible para la formación de estrellas, efectivamente matas la galaxia, convirtiéndola en un objeto muerto en el que no se forman nuevas estrellas.

Además, la alta temperatura de los cúmulos puede detener el enfriamiento y la condensación de gas caliente en las galaxias. En este caso, el gas en la galaxia no es eliminado activamente por el medio ambiente, sino que se consume a medida que forma estrellas. Este proceso conduce a un apagado lento e inexorable en la formación de estrellas conocida, de alguna manera mórbida, como inanición o estrangulamiento.

Si bien estos procesos varían considerablemente, cada uno deja una huella única e identificable en el gas de formación estelar de la galaxia. Unir estas impresiones para formar una imagen de cómo los cúmulos impulsan los cambios en las galaxias es un enfoque principal de la colaboración de VERTICO. 

Un caso de estudio ideal:

El Virgo Cluster es un lugar ideal para un estudio tan detallado del medio ambiente. Es nuestro cúmulo de galaxias masivo más cercano y está en proceso de formación, lo que significa que podemos obtener una instantánea de las galaxias en diferentes etapas de sus ciclos de vida. Esto nos permite construir una imagen detallada de cómo se cierra la formación de estrellas en las galaxias en racimo.

Se han observado galaxias en el cúmulo de Virgo en casi todas las longitudes de onda en el espectro electromagnético (por ejemplo, radio, luz óptica y ultravioleta), pero las observaciones de gas formador de estrellas (hechas a longitudes de onda milimétricas) con la sensibilidad y resolución requeridas podrían no existir todavía. Como una de las mayores encuestas de galaxias en ALMA hasta la fecha, VERTICO proporcionará mapas de alta resolución de gas de hidrógeno molecular, el combustible bruto para la formación de estrellas, para 51 galaxias.

Con los datos de ALMA para esta gran muestra de galaxias, será posible revelar exactamente qué mecanismos de enfriamiento, extracción de presión de ram o inanición, están matando a las galaxias en entornos extremos y cómo.

Al mapear el gas formador de estrellas en las galaxias que son ejemplos de pistolas humeantes de enfriamiento controlado por el medio ambiente, VERTICO avanzará en nuestra comprensión actual de cómo evolucionan las galaxias en las regiones más densas del Universo.