Las variaciones locales en la composición química de las galaxias dan lugar a la relación fundamental

The anti-correlation between the amount of metals and the star formation rate when comparing galaxies with similar stellar mass. Galaxies with more and (lower image) and less (upper image) star-forming regions (the blue clumps) are shown.
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La "relación fundamental de los metales" es conocida desde hace unos 10 años y viene a decir que si dos galaxias tienen la misma cantidad de estrellas, aquella que ahora esté produciendo estrellas a mayor ritmo necesariamente tiene un gas de composición química más primitiva. Es "fundamental" porque, según la teoría de formación de galaxias, resulta de un proceso físico "clave" que, sin embargo, nunca ha sido observado directamente. Las galaxias son fábricas de producir estrellas que usan gas como materia prima. Al ritmo al que forman estrellas, todas las galaxias deberían haber agotado su gas hace tiempo y, en consecuencia, deberían estar muertas. Sin embargo muchas siguen activas. Creemos que sobreviven gracias a la acreción del gas externo que se encuentra entre las galaxias y que ha permanecido allí desde el Big Bang. La caída de gas cosmológico es un elemento esencial dentro de la teoría, pero nunca se ha observado directamente. Sin embargo, alimentar la formación estelas con gas cosmológico necesariamente produce galaxias que siguen la "relación fundamental", de forma que la existencia de ésta proporciona una de las mejores evidencias que tenemos de que el proceso funciona. En nuestro artículo probamos que la "relación fundamental" resulta de promediar variaciones locales en la composición química de las galaxias. Aquellas galaxias que globalmente presentan una composición química más primitiva tienen más regiones que forman estrellas de composición química primitiva. Si pudiéramos quitar estas regiones, la galaxia que subyace sería siempre muy parecida. Las implicaciones del resultado son diversas: (1) apoya el marco teórico, (2) refuerza la existencia de la "relación fundamental" y de las inhomogeneidades químicas, (2) indica que los procesos de mezcla de gas en las galaxias son ineficientes y, (4) prueba que las relaciones globales que siguen las galaxias deben tener una contrapartida local.