Para nosotros, las galaxias son el lugar donde suceden la mayoría de las cosas interesantes del cosmos. Las estrellas, los planetas y los agujeros negros suelen encontrarse dentro de estos bulliciosos barrios cósmicos. Pero el espacio no son sólo galaxias. Entre las galaxias hay vastas extensiones de espacio interestelar: desiertos galácticos donde puedes tener suerte de tropezar con algunos átomos de hidrógeno o, en el mejor de los casos, con un planeta errante expulsado de su galaxia natal.
Entonces, ¿dónde termina una galaxia y comienza el espacio interestelar? Parece haber varias formas plausibles en que los astrónomos podrían definir el “borde” de una galaxia, tal vez cuando las concentraciones de gas y polvo caen por debajo de un cierto umbral o incluso a través de la influencia gravitacional de una galaxia.
Definiendo el borde de una galaxia
Nushkia Chamba Es becario postdoctoral en el Centro de Investigación Ames de la NASA y se especializa en estudiar las afueras de las galaxias, así como la formación y evolución de las galaxias en general. Aquí, ayuda a explicar cómo los astrónomos han definido el borde de una galaxia y qué factores contribuyen a determinar dónde es probable que se encuentre el borde de una galaxia determinada.
“La respuesta corta es que el ‘límite’ de una galaxia se ha definido tradicionalmente utilizando niveles fijos de brillo (o técnicamente llamados isófotas de brillo superficial)”, dice Chamba. Sin embargo, Chamba ha encabezado esfuerzos recientes para definir de manera más sólida el borde de una galaxia. “Nuestro trabajo en 2020 y 2022 Fue el primero en discutir una idea alternativa de “borde de una galaxia” como definición de tamaño.”
Específicamente, Chamba y su equipo desarrollaron criterios motivados físicamente para el límite de una galaxia basados en la densidad de gas requerida para la formación de estrellas. Esto significa que la región más externa de una galaxia donde todavía se forma, o es probable que tenga lugar, es donde Chamba y sus colegas han definido el “borde” de una galaxia.
Es algo así como definir el borde de una ciudad donde todavía se están desarrollando nuevas viviendas, lo que implica que este “borde” es algo dinámico y cambiante.
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Cómo la formación de estrellas establece los límites de las galaxias
Dado que el límite de una galaxia se define en función del lugar donde puede ocurrir la formación de estrellas, los astrónomos se han interesado en cómo la ubicación de una galaxia con respecto a otras galaxias podría influir en su tamaño y, por lo tanto, en su capacidad para sostener la formación de estrellas en sus regiones exteriores. .
“Hemos estado tratando de comprender cómo las galaxias regulan su tamaño durante su vida y cómo su entorno afecta su crecimiento, dependiendo de si están ubicadas en un cúmulo abarrotado de miles de galaxias o están casi aisladas”, dice Chamba.
Chamba era parte de un equipo que, este añodescubrió que las galaxias en entornos poblados eran hasta un 50 por ciento más pequeñas que aquellas que estaban casi aisladas.
“Esto es consistente con nuestra comprensión actual de cómo las galaxias sufren la eliminación de gas debido a interacciones y procesos ambientales que pueden detener su formación y crecimiento estelar, en comparación con galaxias más aisladas que pueden retener su gas durante períodos de tiempo más largos”, dice.
“Muchos factores pueden influir en el borde de una galaxia, el medio ambiente, la morfología (forma y tamaño), la masa de una galaxia en estrellas (todavía tenemos que investigar cómo la materia oscura afecta la formación de estrellas, lo cual es una cuestión abierta en astrofísica ), sino también en qué época ocurrió la mayor parte de la formación estelar de una galaxia, ya que el borde de una galaxia no solo cambia debido a su estructura y entorno inherentes, sino que también también cambia con el tiempo“, explica Chamba.
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Una mirada más cercana a las galaxias enanas
Cuando se trata de galaxias pequeñas o “enanas”, se ven más afectadas por su entorno, donde es más probable que pierdan material (gas y polvo) a medida que se mueven a través de un vecindario galáctico abarrotado, lo que a su vez afecta la capacidad de la galaxia para apoyar la formación de nuevas estrellas.
Investigaciones recientes Chamba y sus colegas también han arrojado luz sobre el papel que podrían desempeñar las supernovas en la dispersión de gas dentro de una galaxia, donde la “retroalimentación estelar” puede influir en las entradas y salidas de gas en una galaxia, lo que favorece o niega la formación de estrellas.
La capacidad de los astrónomos de observar concentraciones de gas y, por tanto, dónde es posible la formación de estrellas, en galaxias lejanas ha sido posible gracias a la desarrollo de técnicas de imagen profundadonde telescopios como el telescopio espacial James Webb se han optimizado para observar luces muy tenues.
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Investigación futura sobre la formación de galaxias
Chamba dice que los investigadores están trabajando en cómo mecanismos más misteriosos, como la dispersión de materia oscurapodría influir en la formación de estrellas en las galaxias. Con base en el marco cosmológico actual, generalmente se acepta que el tamaño de las galaxias (la cantidad de material que las compone) estaría determinado por las propiedades del halo de materia oscura, ya que ejerce su influencia gravitacional sobre la materia bariónica circundante (la materia). estamos hechos de.
Todavía queda mucho por aprender sobre los factores que impulsan la evolución de las galaxias a través del tiempo, y Chamba está a la vanguardia de ese esfuerzo.
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Conor Feehly es un escritor científico radicado en Nueva Zelanda que cubre una amplia gama de temas, incluidas la astronomía y la neurociencia, con un ojo puesto en la investigación en la intersección de la ciencia y la filosofía. Recibió una maestría en comunicación científica de la Universidad de Otago. Conor es colaborador habitual de Discover Magazine y su trabajo también aparece en New Scientist, Nautilus Magazine, Live Science y New Humanist, entre otros.