ALMA revela qué provoca la muerte de las galaxias

Imagen compuesta en que las observaciones de los discos de gas molecular de las galaxias de VERTICO realizadas en longitudes de onda de radio están ampliadas en un factor de 20 y superpuestas a la imagen del plasma caliente del cúmulo de Virgo observado en rayos X. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Dagnello (NRAO)/Böhringer y colaboradores.

Gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un equipo de astrónomos que estaba observando el Universo cercano acaba de terminar el mayor estudio de alta resolución realizado a la fecha sobre el material incubador de estrellas presente en cúmulos de galaxias. De esa forma, los científicos buscaron respuesta a un antiguo misterio de la astrofísica: ¿qué provoca la muerte de las galaxias? Los resultados de esta investigación proporcionan los indicios más fehacientes hasta ahora de que los ambientes extremos inciden considerablemente en las galaxias.

El objetivo de la campaña de observación Virgo Environment Traced in Carbon Monoxide Survey (VERTICO) es entender mejor los procesos de formación estelar y el papel que desempeñan las galaxias en el Universo. “Sabemos que las galaxias están siendo extinguidas por sus ambientes, y queremos entender por qué”, señala Toby Brown, investigador titular de una beca Plaskett Fellow en el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y autor principal del artículo. “Lo que revela la campaña VERTICO con mayor claridad que nunca son los procesos físicos que afectan el gas molecular y cómo estos inciden en la vida y la muerte de la galaxia”.

Las galaxias son grandes grupos de estrellas cuyo nacimiento, evolución y muerte se ven influenciados por su ubicación en el Universo y la forma en que interactúan con el entorno. Los cúmulos de galaxias, en particular, están entre los ambientes más extremos del Universo, y por eso son de especial interés para los científicos que estudian la evolución de las galaxias.

Albergando miles de galaxias, el cúmulo de Virgo es el cúmulo masivo más cercano al Grupo Local, del que forma parte la Vía Láctea. Es fácil de estudiar tanto por su tamaño y su proximidad como por sus características. “El cúmulo de Virgo es un poco particular porque tiene una población relativamente grande de galaxias que todavía están fabricando estrellas”, explica Christine Wilson, profesora distinguida de la Universidad McMaster y coinvestigadora principal del proyecto VERTICO. “En muchos cúmulos de galaxias del Universo predominan las galaxias rojas con poco gas y escasa actividad de formación estelar”.

La galaxia espiral NGC 4254 es una de las 2.000 galaxias que viven y mueren a merced de los procesos físicos extremos que se dan en el cúmulo de Virgo. Esta imagen se generó a partir de datos de radio del gas molecular obtenidos por ALMA (rojo/naranja) y datos ópticos de las estrellas obtenidos con el telescopio espacial Hubble (blanco/azul). Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Dagnello (NRAO).

En el marco de VERTICO se observó el gas de 51 galaxias del cúmulo de Virgo en alta resolución, y se descubrieron ambientes tan extremos e inhóspitos que son capaces de detener los procesos de formación estelar en galaxias enteras, en un fenómeno conocido como extinción galáctica. “El cúmulo de Virgo es la región más extrema del universo local, caracterizada por la presencia de plasma con millones de grados de temperatura, velocidades galácticas extremas, violentas interacciones entre las galaxias y sus entornos, una zona de jubilación galáctica y su consiguiente cementerio galáctico”, comenta Toby Brown, quien agrega que el estudio reveló cómo el despojo del gas puede entorpecer o incluso extinguir uno de los procesos físicos más importantes del Universo: la formación de estrellas. “El despojo de gas es uno de los mecanismos externos más espectaculares y violentos capaces de poner fin a la formación estelar en las galaxias”, prosigue Toby Brown. “Esto ocurre cuando las galaxias se mueven tan rápido a través del plasma caliente del cúmulo que se ven despojadas de grandes cantidades de gas molecular frío, como si este fuera barrido por una enorme escoba cósmica. La alta calidad de las observaciones de VERTICO nos permiten ver y entender mejor estos mecanismos”.

El proyecto contó con el apoyo del receptor de Banda 6 de ALMA, que aporta una gran sensibilidad y una elevada resolución y minimiza el tiempo de observación necesario. Esto permitió recabar una gran cantidad de datos que pueden contener información necesaria para responder las preguntas pendientes sobre cómo los ambientes inciden en las galaxias y terminan provocando su extinción. “En los últimos años han surgido muchas preguntas sobre si los ambientes de los cúmulos afectan el gas molecular de las galaxias, cómo lo hacen, y cómo pueden contribuir a su extinción”, señala Christine Wilson. “Queda trabajo por hacer, pero confío en que la campaña VERTICO nos permitirá responder esas preguntas de una vez por todas”.

El artículo es el primero emanado de VERTICO, y se espera que en breve se publiquen nuevos resultados.

El artículo “VERTICO: The Virgo Environment Traced In CO Survey” será publicado en The Astrophysical Journal Supplement Series.

Fuente: ALMA