Nota de prensa

El Pasado Salvaje de las Galaxias Más Masivas

Dramática formación estelar interrumpida por agujeros negros

25 de Enero de 2012

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.

Los astrónomos han combinado observaciones de la cámara LABOCA operada por ESO en el telescopio de 12 metros Atacama Pathfinder Experiment (APEX) [1], 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 galaxias.

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 [2]. 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.

“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.

“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.

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.

Notas

[1] El telescopio de 12 metros de diámetro APEX se encuentra en el llano de Chajnantor, a los pies de los Andes, en Chile. APEX es el proyecto de exploración previo a ALMA, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, un Nuevo y revolucionario telescopio que ESO, junto con sus socios internacionales, construye y opera, también en el llano de Chajnantor. APEX está basado en un único prototipo de antena construido para el proyecto ALMA. Los dos telescopios son complementarios para: por ejemplo, APEX puede encontrar numerosos objetivos en amplias áreas del cielo que después ALMA podrá estudiar con gran detalle. APEX es una colaboración entre el Instituto Planck de Radioastronomía (MPIfR), el Observatorio Espacial de Onsala (OSO) y ESO.

[2] 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.

Información adicional

Esta investigación se presenta en un artículo que aparecerá en el journal Monthly Notices de la Royal Astronomical Society el 26 de enero de 2012.

El equipo está compuesto por Ryan C. Hickox (Dartmouth College, Hanover, EE.UU.; Departamento de Física, Universidad de Durham (DU); STFC Postdoctoral Fellow, Reino Unido), J. L. Wardlow (Departamento de Física & Astronomía, Universitdad de California en Irvine, EE.UU.; Departamento de Física, DU, Reino Unido), Ian Smail (Instituto de Cosmología Computacional, DU, Reino Unido), A. D. Myers (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Wyoming, EE.UU.), D. M. Alexander (Departamento de Física, DU, Reino Unido), A. M. Swinbank (Instituto de Cosmología Computacional, DU, Reino Unido), A. L. R. Danielson (Instituto de Cosmología Computacional, DU, Reino Unido), J. P. Stott (Departamento de Física, DU, Reino Unido), S. C. Chapman (Instituto de Astronomía, Cambridge, Reino Unido), K. E. K. Coppin (Departamento de Física, Universidad McGill, Canadá), J. S. Dunlop (Instituto de Astronomía, Universidad de Edimburgo, Reino Unido), E. Gawiser (Departamento de Física y Astronomía, Universidad del Estado de New Jersey, EE.UU.), D. Lutz (Instituto Max-Planck para el estudio de la física Extraterrestre, Alemania), P. van der Werf (Observatorio de Leiden, Universidad de Leiden, Países Bajos), A. Weiß (Instituto Max-Planck para el estudi de la Radioastronomía, Alemania).

El año 2012 marca el 50 aniversario de la creación del Observatorio Europeo Austral (European Southern Observatory, ESO). ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Quince países apoyan esta institución: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Holanda, Italia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera tres sitios únicos de observación de categoría mundial en Chile: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo. VISTA trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo más grande del mundo, y el VST (sigla en inglés del Telescopio de Rastreo del VLT) es el telescopio más grande diseñado exclusivamente para rastrear el cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, el proyecto astronómico más grande en desarrollo. Actualmente ESO está planificando el European Extremely Large Telescope, E-ELT, el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de categoría 40 metros, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una colaboración entre Europa, América del Norte y Asia Oriental en cooperación con la República de Chile. La construcción y operaciones de ALMA en Europa están lideradas por ESO, en América del Norte por el National Radio Astronomy Observatory (NRAO), y en Asia Oriental por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ). El Joint ALMA Observatory (JAO) proporciona al proyecto la unificación tanto del liderazgo como de la gestión de la construcción, puesta a punto y operación de ALMA.

Enlaces

• Artículo de investigación
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Contactos

Ryan Hickox
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Hanover, New Hampshire, USA
Teléfono: +1 603 646 2962
Correo electrónico: ryan.c.hickox@dartmouth.edu

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Francisco Rodríguez (Contacto para medios de comunicación en Chile)
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Correo electrónico: eson-chile@eso.org

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