Los procesos físicos responsables de reprimir el crecimiento de la población estelar en las galaxias masivas no están claros, aunque existe un amplio consenso sobre la idea de que los vientos de retroalimentación que emiten las galaxias que poseen un núcleo activo frenan la formación de estrellas. Ahora, un estudio internacional publicado en Nature Astronomy, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), sugiere que los vientos de retroalimentación no tienen un impacto inmediato en la formación de estrellas en las galaxias masivas, y atribuye el proceso a otros eventos de eyección de mareas causadas por la fusión de galaxias.
La rápida acumulación de materiales en un agujero negro supermasivo provoca la emisión de fuertes chorros, vientos y radiación, que son expulsados hacia el exterior del centro galáctico. Este fenómeno de retroalimentación por AGN (Núcleo Galáctico Activo, por sus siglas en inglés) se ha considerado un canal viable para frenar rápidamente la formación de estrellas, ya que la radiación emitida podría eliminar los depósitos de gas molecular frío próximos a ellas, del cual nacen las estrellas nuevas.
Además, según las teorías aceptadas, distintos tipos de modelo de evolución galáctica requieren inyección de energía de los AGN en el medio interestelar para explicar algunas propiedades observadas en las galaxias masivas, así como la fenomenologíaa de la interrupción de la formación estelar en ellas.
Sin embargo, el estudio, que cuenta con la participación de más de 15 organismos científicos, advierte de la poca evidencia científica de casos de galaxias masivas donde la formación de estreallas se apaga abruptamente debido a los vientos de retroalimentación. De hecho, a base de observación y simulaciones, los resultados demuestran que el mecanismo encargado de frenar la formación de estrellas en estas regiones no se debe a los vientos de retroalimentación, sino a otras eyecciones de mareas extremas impulsadas por fusiones de galaxias.
Además, el artículo sugiere que la actividad de acreción en los agujeros negros centrales coexiste con la formación de estrellas, y que estos dos fenómenos se autorregulan durante miles de millones de años. Es decir, la acreción de los agujeros negros y los mecanismos impulsados por los vientos de retroalimentación son procesos lentos, con lo cual, es poco probable que sean los responsables de los eventos que apagan abruptamente la formación de las estrellas.
Las observaciones se basan en ID2299, una galaxia masiva típica de la formación estelar está a punto de apagarse (y permanecerá así durante un largo periodo de tiempo) como consecuencia de un episodio violento, que eliminó gran parte de su medio interestelar
“Nuestras observaciones trazan un episodio extremo que es poco probable que sea consistente con la interpretación clásica de un viento impulsado por retroalimentación”, afirman los responsables del estudio.
“No cuestionamos que los flujos de salida impulsados por retroalimentación desempeñen un papel importante. Se requieren, por ejemplo, para explicar los componentes de velocidad más alta en los espectros de galaxias y AGN”, apunta Shuowen Jin, investigador en el IAC que ha participado en el trabajo. “Sin embargo, su prevalencia podría haber sido sobreestimada y valdría la pena reconsiderar, al menos, parte de la literatura sobre las salidas y su impacto general en la evolución de las galaxias”, añade el astrofísico, que destaca que “en este trabajo revelamos un nuevo canal para el enfriamiento rápido de las galaxias: las eyecciones masivas de las mareas”.
La dificultad del trabajo radica en la conexión de fenómenos que ocurren en escalas temporales y espaciales muy diferentes, y ahí entra la implicación del IAC, encargado de proporcionar fotometría de longitud de onda múltiple, así como un trabajo de catalogación de galaxias elaborado en 2018 y liderado por Jin, en el que los autores estimaron la densidad numérica de los eventos disruptivos en el universo temprano.
Para ello, se ha realizado un exhaustivo análisis de datos, la mayoría, obtenidos directamente del espacio y del telescopio Atacama Large Millimeter Array (ALMA), en Chile.
“Además, hemos proporcionado un método muy útil para identificar líneas débiles de emisión residual, lo cual es importante para confirmar sólidamente la línea amplia que se encuentra en este trabajo, y que es la evidencia clave de la eyección masiva”, añade Shuowen Jin.
Artículo: Puglisi, A., Daddi, E., Brusa, M. et al. A titanic interstellar medium ejection from a massive starburst galaxy at redshift 1.4. Nat Astron (2021). https://www.nature.com/articles/s41550-020-01268-x
Referencias:
Jin et al. 2018 https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2018ApJ...864...56J/
JIn et al. 2019 https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2019ApJ...887..144J/
Autor principal:
Annagrazia Puglisi
Contacto en el IAC:
Shuowen Jin: sjin [at] iac.es (sjin[at]iac[dot]es)
Pie de foto completo: Imágenes de HST y mapas de ALMA de componentes estrechos y anchos de ID2299. La miniatura superior izquierda muestra la imagen HST-F814W de la fuente (marco de descanso UV de estrellas jóvenes). La fila superior muestra el CO (2-1), CO (5-4), [CI] (2-1) y CO (7-6) mapas de ALMA de la emisión estrecha (amplia). La luminosidad de la emisión de la línea ancha indica que la mitad de la masa de gas molecular total está desacoplada de la galaxia.
