Formación de estrellas en cúmulos de galaxias lejanos
16/2/2016 de Smithsonian Astrophysical Observatory / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
El cúmulo de galaxias Abell 1689 visto por el Hubble. La masa del cúmulo actúa como una lente gravitatoria distorsionando la luz de las galaxias que se encuentran al fondo formando arcos de luz azulados. Abell 1689 se encuentra relativamente cerca pero los astrónomos han observado ahora cúmulos en el universo lejano por medio del efecto de lente gravitatoria de galaxias todavía más remotas y luminosas, y han estudiado la formación de estrellas en las regiones exteriores de estos cúmulos. Crédito: NASA, N. Benitez (JHU), T. Broadhurst (Racah Institute of Physics/The Hebrew University), H. Ford (JHU), M. Clampin (STScI), G. Hartig (STScI), G. Illingworth (UCO/Lick Observatory), el ACS Science Team y ESA).
Las primeras estrellas aparecieron unos cien millones de años después del Big Bang y desde entonces ellas y sus procesos de formación han iluminado el cosmos, produciendo elementos pesados, planetas, agujeros negros y todas las demás cosas interesantes del universo actual. Cuando el universo tenía unos tres mil millones de años de edad (ahora tiene 13800 millones de años) la formación de estrellas alcanzó picos diez veces por encima de los niveles actuales. Por qué ocurrió esto y si los procesos físicos de entonces eran diferentes de los de hoy en día o simplemente más activos (y por qué) son algunas de las preguntas más acuciantes en astronomía y parte de las razones que impulsan a la construcción de nuevas instalaciones, desde grandes telescopios en tierra a telescopios espaciales como el James Webb.
El ambiente local de una galaxia juega un papel crítico en la regulación de su formación de estrellas. Los estudios del universo local, por ejemplo, encuentran que en los ambientes densos como los de los cúmulos de galaxias (un cúmulo puede contener hasta mil galaxias) la formación de estrellas cesa, posiblemente debido a que las interacciones y otros mecanismos eliminan el material en bruto necesario para formar estrellas nuevas, barriéndolo del ambiente intergaláctico. Sin embargo, en el universo lejano esta imagen es más confusa y algunos estudios encuentran lo contrario, quizás explicando así en parte los altos ritmos de formación estelar de la época.
Ahora los astrónomos Matt Ashby, Brian Stalder, Tony Stark, de CfA, y su equipo de colaboradores, han estudiado la formación de estrellas en cúmulos de galaxias muy densos del universo temprano, que datan de seis mil millones de años después del Big Bang, en un esfuerzo por resolver el problema de la formación de estrellas en cúmulos. Observaron cúmulos lejanos descubiertos con el Telescopio del Polo Sur (SPT) en el infrarrojo con los telescopios espaciales Herschel, Planck y otros telescopios, pues se presume que esta luz procede de la formación de estrellas, permitiendo así a los científicos determinar su nivel de actividad y sus propiedades. Su principal descubrimiento es que la actividad de formación estelar se ve de hecho reforzada, no suprimida, en estos cúmulos y que se forman hasta varios miles de galaxias nuevas al año en los cúmulos, por encima de los niveles normales para estos conjuntos de galaxias. También han descubierto que la formación de estrellas es activa fuera de los bordes de los cúmulos y que los efectos de esta emisión infrarroja débil han de ser tenidos en cuenta en estudios de los orígenes del fondo cósmico.
