Esta historia fue proporcionada por Ciencia en vivo, Un sitio hermano de Space.com.
Los astrónomos han descubierto más de una docena de galaxias “inactivas” que detuvieron su formación de estrellas dentro de los primeros mil millones de años después del Big Bang.
El descubrimiento, hecho con datos del Telescopio espacial James Webb (Jwst), ilumina una fase fascinante en la vida de las primeras galaxias y podría proporcionar más pistas sobre cómo evolucionan las galaxias.
Hay varias razones por las cuales las galaxias pueden dejar de formar nuevas estrellas. Uno es la presencia de supermasivo agujeros negros en sus centros. Estos gigantes emiten una radiación intensa que calienta y agota el gas frío, el ingrediente más importante para la formación de estrellas. Además, las galaxias vecinas más grandes pueden eliminar este gas frío o calentarlo, lo que lleva a detenerse en la formación de estrellas. Como resultado, estas galaxias pueden permanecer inactivas indefinidamente, o convertirse en “apagado“
Otra razón por la cual las galaxias se vuelven inactivas es retroalimentación estelar. Fue entonces cuando el gas en la galaxia se calienta y expulsa debido a procesos estelares como supernovasvientos estelares intensos, o la presión asociada con la luz estelar. La galaxia pasa por un período temporal “tranquilo”.
“Esta suele ser una fase temporal, que generalmente dura unos 25 millones de años”, Alba Covelo Pazun estudiante de doctorado de la Universidad de Ginebra y el autor principal de un nuevo estudio que describe los hallazgos, dijo Live Science en un correo electrónico. Durante millones de años, el gas que fue expulsado se vuelve a caer y el gas cálido se enfría nuevamente. Una vez que haya suficiente gas frío nuevamente, la galaxia puede comenzar a formar nuevas estrellas.
Si bien la fase inactiva se observa comúnmente en las galaxias cercanas, los astrónomos han encontrado solo cuatro galaxias latentes en los primeros mil millones de años del universo. De ellos, tres tenían masas por debajo de mil millones de masas solares y una tenía una masa por encima de 10 mil millones de masas solares. Las observaciones limitadas y las propiedades dispersas de las galaxias latentes no fueron suficientes para obtener una imagen clara de la formación de estrellas tempranas.
Pero utilizando los datos espectroscópicos confidenciales de JWST, un equipo internacional de astrónomos descubrió 14 galaxias latentes con una amplia gama de masas en el universo temprano, lo que demuestra que las galaxias inactivas no se limitan a rangos de masas bajos o muy altos.
Los hallazgos se cargaron en la base de datos de preimpresión arxiv el 27 de junio y aún no he sido revisado por pares.
Tomando un respiro
Los investigadores no esperaban ver galaxias inactivas en el universo temprano. Debido a que estas galaxias son jóvenes, deberían formar enérgicamente muchas estrellas nuevas, pensaron los astrónomos. Pero en un 2024 papellos investigadores describieron el primer descubrimiento de una galaxia inactiva en el universo temprano.
“El primer descubrimiento de una galaxia latente en el universo temprano fue un shock porque esa galaxia había sido observada antes con Hubble, pero no podíamos saber que estaba inactivo hasta JWST”, dijo Paz.
Eso es porque, a diferencia del Telescopio espacial de HubbleJWST’s Instrumento nirspec Ambos pueden ver la luz de estas galaxias que se han desplazado al rojo a longitudes de onda de infrarrojo cercano, y también proporcionar detalles espectroscópicos al respecto.
Los astrónomos tenían curiosidad por saber por qué las primeras galaxias dejaron de formar estrellas y si esto era común entre una amplia gama de masas estelares. Una hipótesis era que las galaxias tenían estallidos de formación de estrellas y luego períodos tranquilos, antes de comenzar de nuevo. Paz y su equipo buscaron las galaxias que estaban entre explosiones de formación de estrellas. Utilizaron datos de galaxy disponibles públicamente en el Dawn Jwst Archive.
Examinaron la luz de aproximadamente 1,600 galaxias, buscando signos de nuevas estrellas que no se forman. También se centraron en firmas claras de estrellas de mediana edad o viejas a la luz de las galaxias. El equipo encontró 14 galaxias, que van desde aproximadamente 40 millones a 30 mil millones de masas solares, que habían detenido la formación de estrellas.
“Ahora encontramos 14 fuentes que apoyan este proceso de ruptura, y descubrimos que todos han detenido la formación de estrellas entre 10 [million] y 25 millones de años antes de observarlos “, explicó Paz. Eso significa que se encontró que estas 14 galaxias siguen una moda de formación de estrellas en lugar de formar continuamente estrellas, y han estado calladas durante al menos 10 millones a 25 millones de años.
Este repetición relativamente corta sugiere que la retroalimentación estelar, como supernovas o vientos estelares, hizo que se callaran y que eventualmente pueden reiniciar sus fábricas estelares, dijo Paz.
Sin embargo, todavía hay incertidumbre, agregó. “No podemos confirmarlo con seguridad porque no sabemos cuánto tiempo permanecerán inactivos, y si permanecen inactivos durante otros 50 millones de años, esto significaría que la causa de su enfriamiento es diferente”, explicó Paz.
Este escenario sugeriría que las galaxias están muertas. Sin embargo, las propiedades actuales de estas galaxias admiten un ciclo de ajustes e inicio.
Debido a que las galaxias inactivas son tan raras, mucho sobre ellas sigue siendo misteriosa. Sin embargo, los astrónomos esperan que las observaciones futuras ayuden a arrojar luz sobre estas fábricas de estrellas que dudan. Un próximo programa JWST llamado “Sleeping Beauties” se dedicará a descubrir galaxias inactivas en el universo temprano, dijo Paz. Este programa permitirá a los astrónomos estimar cuánto tiempo permanece una galaxia en esta fase tranquila y ayudarlos a comprender el proceso de formación de estrellas explosivas.
“Todavía hay muchas incógnitas para nosotros, pero estamos un paso más cerca de desentrañar este proceso”, dijo Paz.