ALMA y el VLT descubren demasiadas estrellas masivas en galaxias starburst, tanto cercanas como lejanas
5/6/2018 de ESO / Nature
Esta impresión artística muestra una polvorienta galaxia en el universo distante que está formando estrellas a un ritmo mucho mayor que en nuestra Vía Láctea. Nuevas observaciones de ALMA han permitido a los científicos descorrer el velo de polvo y ver lo que antes era inaccesible: que esas galaxias con brote de formación estelar tienen un exceso de estrellas masivas en comparación con las galaxias más tranquilas. Crédito: ESO/M. Kornmesser.
Utilizando ALMA y el VLT, los astrónomos han descubierto que tanto las galaxias con estallido o brote de formación estelar (galaxias starburst) en el universo temprano como las regiones de formación estelar en una galaxia cercana, contienen una proporción mucho mayor de estrellas masivas que la detectada en galaxias más tranquilas. Estos resultados desafían las ideas actuales acerca de cómo evolucionaron las galaxias, cambiando nuestra comprensión de la historia cósmica de la formación estelar y de la formación de los elementos químicos.
Sondeando el universo distante, un equipo de científicos, liderados por el astrónomo Zhang Zhi Yu, de la Universidad de Edimburgo, ha utilizado el interferómetro ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para investigar la proporción de estrellas masivas en cuatro distantes galaxias ricas en gas con estallidos de formación estelar. Estas galaxias se observan cuando el universo era mucho más joven de lo que es ahora, por lo que es poco probable que, en su infancia, hayan atravesado muchos episodios previos de formación de estrellas, lo cual podría haber confundido los resultados.
Zhang y su equipo desarrollaron una nueva técnica —análoga a la datación por radiocarbono (también conocida como datación por carbono-14) — para medir la abundancia de diferentes tipos de monóxido de carbono en cuatro galaxias con estallidos de formación estelar muy lejanas y envueltas en polvo. Observaron la proporción de dos tipos de monóxido de carbono que contenían isótopos diferentes.
“Los isótopos de carbono y oxígeno tienen diferentes orígenes”, explica Zhang. “El 18O se produce más en estrellas masivas, y el 13C se produce más en estrellas de masa baja a intermedia”. Gracias a la nueva técnica el equipo pudo mirar a través del polvo de estas galaxias y evaluar por primera vez las masas de sus estrellas.
La masa de una estrella es el factor más importante para determinar cómo evolucionará. Las estrellas masivas brillan intensamente y tienen vidas cortas, y las menos masivas, como el Sol, brillan de forma más modesta durante miles de millones de años. Por tanto, para los astrónomos, conocer las proporciones de las estrellas de diferentes masas que se forman en las galaxias es la base para comprender la formación y evolución de las galaxias a lo largo de la historia del universo. A su vez, esto proporciona información crucial sobre los elementos químicos que formarán nuevas estrellas y planetas y, en última instancia, el número de semillas de agujeros negros que pueden fusionarse para formar los agujeros negros supermasivos que vemos en los centros de muchas galaxias.
