Las estrellas masivas en galaxias enanas retardan los fuertes vientos y promueven la formación estelar

Se puede suponer que las galaxias masivas repletas de estrellas son fábricas de estrellas, alrededor de las cuales orbitan magníficas bolas de gas. De hecho, las galaxias enanas menos evolucionadas tienen regiones más grandes de fábricas de estrellas con tasas de formación estelar más altas.

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

En las galaxias enanas relativamente prístinas, las estrellas masivas en el rango de masa de aproximadamente 20 a 200 veces la masa 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 supervientos masivos. Estos fuertes vientos expulsan gas y polvo de la galaxia, provocando que la formación de estrellas se detenga rápidamente.

La investigación se publica en Astrofísica revista.

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

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

Los investigadores de la UM señalan el diapasón del Hubble, un diagrama creado por el astrónomo Edwin Hubble para clasificar las galaxias. En este modelo, el mango del diapasón representa las galaxias más grandes, enormes entidades esféricas repletas 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 regiones de gas y estrellas incrustadas dentro de sus brazos espirales. Finalmente, en la punta de los dientes del diapasón están las galaxias más pequeñas y menos evolucionadas.

Pero estas galaxias enanas sólo tienen regiones globales de formación estelar. Ha habido algunas ideas sobre por qué esto es así, pero el descubrimiento de Michell ofrece una explicación muy buena: estas galaxias tienen dificultades para detener la formación de estrellas porque no expulsan sus gases..

Sally Uy, autora principal y astrónoma, Universidad de Michigan

Además, la inactividad de 10 millones de años proporciona a los astrónomos una ventana para observar estados similares al amanecer cósmico, la era inmediatamente posterior al Big Bang, como lo describe Gekman. Dentro de las prístinas galaxias enanas, los cúmulos de gas crean vacíos a través de los cuales se puede propagar la radiación.

Este conocido evento es consistente con el modelo de la “valla”, que muestra la radiación ultravioleta filtrándose a través de huecos en forma de listones en la cerca. El retraso explica cómo el gas tuvo la oportunidad de acumularse en estas formaciones.

La radiación ultravioleta es importante porque ioniza el hidrógeno, lo que refleja el proceso que ocurrió justo después del Big Bang y provocó que el universo pasara de la opacidad a la transparencia.

Así que observar galaxias enanas con baja metalicidad y mucha radiación ultravioleta es un poco como mirar el amanecer cósmico. Comprender el momento en que se produjo el Big Bang es interesante. Es fundamental para nuestro conocimiento. Es algo que sucedió hace mucho tiempo; es tan notable que podemos ver algún tipo de situación similar en las galaxias que existen hoy..

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

Búsqueda publicada detenidamente en Astrofísica Cartas de revistas El Telescopio Espacial Hubble se utiliza para observar Mrk 71, una región ubicada en una galaxia enana cercana a unos 10 millones de años luz de distancia. En Mark 71, el grupo encuentra evidencia observacional del escenario de Jakeman. El grupo utiliza un conjunto de filtros que enfoca la luz del carbono triplemente ionizado utilizando un nuevo método para el Telescopio Espacial Hubble.

Según Ooi, dentro de las galaxias altamente evolucionadas en las que las explosiones de supernovas son comunes, estos eventos elevan la temperatura del gas dentro del cúmulo de estrellas a niveles extremadamente altos, alcanzando millones de grados Kelvin.

Así, a medida que estos intensos vientos se expanden, expulsan con fuerza el gas restante de los cúmulos estelares. Sin embargo, en entornos de baja metalicidad como Mrk 71, donde las explosiones estelares son raras, la energía dentro de la región se disipa mediante radiación. Por tanto, carece de la oportunidad de generar supervientos.

Los filtros del equipo muestran que la energía se irradia seleccionando el brillo difuso del carbono ionizado en todo Mrk 71. Por lo tanto, se permite que el gas denso exista en todo el entorno sin vientos fuertes y calientes.

Ooi y Jekmen destacan varias implicaciones de su investigación.

Oye concluye:Nuestros hallazgos también pueden ser importantes para explicar las propiedades de las galaxias vistas en el amanecer cósmico por el Telescopio Espacial James Webb en este momento. Creo que todavía estamos en el proceso de comprender las consecuencias.«.

Referencias de revistas:

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

Oi, MS et al. (2023) Imágenes de Nebular C ivlect1550 del estallido estelar pobre en metales Mrk 71: evidencia directa de un enfriamiento catastrófico. Cartas de revistas astrofísicas. doi.org/10.3847/2041-8213/ad07dd.

fuente: https://umich.edu/