¿Nuestra Vía Láctea está muerta y no lo sabemos?

Es posible que la Vía Láctea esté agonizando o ya esté muerta... A menos que pases los días estudiando el ciclo de vida de las estrellas, probablemente estés confundido en este momento, así que vamos a analizarlo de forma menos metafórica. Las galaxias como nuestra Vía Láctea crecen al "alimentarse" de un suministro cósmico de gas de hidrógeno para formar nuevas estrellas. Cuando el proceso de formación de estrellas en una galaxia comienza a disminuir o detenerse, científicos como Kevin Schawinski del Instituto Federal de Tecnología de Suiza se refieren a esa galaxia como muerta o moribunda. Las galaxias parecen ser capaces de "perecer", es decir, dejar de convertir el gas en nuevas estrellas, a través de dos vías muy diferentes, impulsadas por procesos muy diferentes. Las galaxias como la Vía Láctea y Andrómeda lo hacen muy, muy lentamente durante miles de millones de años.


Cómo y por qué las galaxias "apagan" su formación estelar y cambian su morfología o forma, es una de las grandes preguntas de la astrofísica extragaláctica. Ahora podemos estar a punto de ser capaces de reconstruir cómo sucede. Y parte del agradecimiento va para los científicos ciudadanos que peinaron a través de millones de imágenes galácticas para clasificar lo que hay allí afuera. Las galaxias crecen haciendo nuevas estrella, así mismo son sistemas dinámicos que continuamente acumulan gas y convierten parte de él en estrellas. Al igual que las personas, las galaxias necesitan comida. En el caso de las galaxias, ese "alimento" es un suministro de gas de hidrógeno fresco de la red cósmica, los filamentos y halos de materia oscura que componen las estructuras más grandes del universo. A medida que este gas se enfría y cae en los halos de materia oscura, se convierte en un disco que luego puede enfriarse aún más y eventualmente fragmentarse en estrellas. A medida que las estrellas envejecen y mueren, pueden devolver algo de ese gas a la galaxia, ya sea a través de los vientos de las estrellas o al convertirse en supernova. Cuando las estrellas masivas mueren en tales explosiones, calientan el gas a su alrededor y evitan que se enfríe tan rápido. Proporcionan lo que los astrónomos llaman "retroalimentación": la formación de estrellas en las galaxias es, por lo tanto, un proceso autorregulado. El calor de las estrellas moribundas significa que el gas cósmico no se enfría con nuevas estrellas tan fácilmente, lo que en última instancia frena cuántas nuevas estrellas se pueden formar. La mayoría de estas galaxias formadoras de estrellas tienen forma de disco o espiral, como nuestra Vía Láctea.

Sin embargo existen otras formaciones galácticas con una forma o morfología muy diferente en el lenguaje de los astrónomos. Estas galaxias elípticas masivas tienden a verse esferoidales o con forma de balón. No son tan activos, han perdido su suministro de gas y, por lo tanto, han dejado de formar nuevas estrellas. Sus estrellas se mueven en órbitas mucho más desordenadas, dándoles su forma más voluminosa y redonda. Estas galaxias elípticas se diferencian de dos maneras principales: ya no forman estrellas y tienen una forma diferente. Algo bastante dramático debe haberles sucedido para producir cambios tan profundos. ¿Qué? Azul = Joven y Rojo = ¿Viejo?



La división básica de las galaxias en galaxias espirales formadoras de estrellas que resplandecen en la luz azul de estrellas masivas, jóvenes y efímeras, por un lado, y elípticas quietas bañadas en el cálido resplandor de antiguas estrellas de baja masa, por el otro, se remonta a las primeras encuestas de galaxias del siglo XX. Pero, una vez que las encuestas modernas como el Sloan Digital Sky Survey (SDSS) comenzaron a registrar cientos de miles de galaxias, comenzaron a surgir objetos que no encajaban en esas dos amplias categorías. Un número significativo de galaxias quiescentes, rojas, no tienen forma elíptica, pero retienen aproximadamente una forma de disco. De alguna manera, estas galaxias dejaron de formar estrellas sin cambiar drásticamente su estructura. Al mismo tiempo, las galaxias elípticas azules comenzaron a emerger. Su estructura es similar a la de las elípticas "rojas y muertas", pero brillan en la luz azul brillante de estrellas jóvenes, lo que indica que la formación de estrellas todavía está en curso en ellas. La encrucijada de la evolución de las galaxias es un lugar llamado "valle verde". Esto puede sonar escénico, pero se refiere a la población entre las galaxias azules que forman estrellas (la "nube azul") y las galaxias rojas que evolucionan pasivamente (el "rojo" secuencia"). Las galaxias con colores "verdes" o intermedios deberían ser aquellas galaxias en las que la formación estelar está en proceso de desactivación, pero que todavía tienen cierta formación estelar en curso, lo que indica que el proceso se cerró hace poco, tal vez unos cientos de millones de años .



Como curioso, el origen del término "valle verde" en realidad puede volver a una charla dada en la Universidad de Arizona sobre la evolución de las galaxias donde, cuando el orador describió el diagrama de galaxia color-masa, un miembro del público llamó : "¡El valle verde, donde las galaxias van a morir!" Green Valley, Arizona, es una comunidad de jubilados a las afueras de la ciudad natal de la universidad, Tucson. Para nuestro proyecto, el momento realmente emocionante llegó cuando observamos la velocidad a la que varias galaxias estaban muriendo. Encontramos que los que mueren lentamente son las espirales y los que mueren rápidamente son las elípticas. Debe haber dos vías evolutivas fundamentalmente diferentes que conducen a la extinción en las galaxias. Cuando exploramos estos dos escenarios, muriendo lentamente y muriendo rápidamente, se hizo evidente que estas dos vías tienen que estar ligadas al suministro de gas que alimenta la formación de estrellas en primer lugar. Imagina una galaxia espiral como nuestra propia Vía Láctea convirtiendo alegremente el gas en estrellas a medida que el gas nuevo sigue fluyendo. Entonces ocurre algo que desactiva ese suministro de gas exterior fresco: tal vez la galaxia cayó en un cúmulo masivo de galaxias donde el intra-grupo caliente el gas corta el gas fresco del exterior, o tal vez el halo de materia oscura de la galaxia creció tanto que el gas que cae en él se calienta a una temperatura tan alta que no puede enfriarse en la edad del universo. En cualquier caso, la galaxia espiral se queda con solo el gas que tiene en su depósito. Dado que estos reservorios pueden ser enormes, y la conversión de gas a estrellas es un proceso muy lento, nuestra galaxia espiral podría seguir "viva" con nuevas estrellas, mientras que la tasa real de formación de estrellas disminuye durante varios miles de millones de años. . La lentitud glacial de consumir el reservorio de gas restante significa que cuando nos damos cuenta de que una galaxia está en declive terminal, el "momento desencadenante" ocurrió hace miles de millones de años.

La galaxia de Andrómeda, nuestro vecino espiral masivo más cercano, se encuentra en el valle verde y probablemente comenzó su decadencia hace eones: es una galaxia zombie, según nuestra última investigación. Está muerto, pero sigue moviéndose, sigue produciendo estrellas, pero a un ritmo reducido en comparación con lo que debería ser si todavía fuera una galaxia normal que forma una estrella. Determinar si la Vía Láctea se encuentra en el valle verde, en el proceso de cierre, es mucho más desafiante, ya que estamos en la Vía Láctea y no podemos medir fácilmente sus propiedades integradas de la misma manera que lo hacemos con las galaxias distantes. Incluso con los datos más inciertos, parece que la Vía Láctea está justo en el límite, lista para caer en el valle verde. Es muy posible que la galaxia de la Vía Láctea sea un zombie, que murió hace mil millones de años.

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