Más evidencia de que el Universo está haciendo muchas estrellas masivas
Las galaxias distantes están creando muchas estrellas ocho veces la masa del Sol o más.
Ars Technica
por John Timmer, para Ars Technica - Junio 6 de 2018
El tamaño de una estrella determina su destino final. Las estrellas más pequeñas quemarán elementos más ligeros durante decenas de miles de millones de años; estrellas como el Sol crearán algunos elementos más pesados antes de reducirse a enanas blancas; y estrellas masivas crearán los elementos más pesados y los dispersarán en el Universo mientras explotan. Entonces, saber cuántos tenemos de cada tipo de forma de estrella nos dice mucho sobre cómo debería ser el Universo.
Estimar la frecuencia a la que se forman las diferentes estrellas de masa es relativamente fácil: podemos simplemente examinar la Vía Láctea, contando cuántos de cada tipo de estrella vemos. Eso, sin embargo, supone que la Vía Láctea es típica de otras galaxias. A principios de este año, recibimos una pista de que no era así. Las observaciones de una de las galaxias enanas que orbitan la Vía Láctea sugirieron que una región de formación estelar tenía un exceso de estrellas masivas.
Pero una galaxia enana es aún más probable que tenga un proceso atípico de formación de estrellas que la Vía Láctea. Así que realmente necesitábamos medidas más generales de los tamaños de las estrellas que se forman en el universo más grande. Ahora tenemos uno, y las grandes estrellas siguen apareciendo a tasas mucho más altas de lo que sugerirían las estimaciones anteriores.
Firmas estelares
El nuevo trabajo, realizado por un pequeño equipo europeo, se centra en la identificación de isótopos específicos en galaxias distantes. Uno de esos isótopos es el carbono 13, que se fabrica principalmente a partir de las energías que se encuentran en estrellas de menor masa. El otro es oxígeno-18, que requiere energías que solo se encuentran en estrellas con masas superiores a ocho veces la del Sol. Para obtener una medida de estos dos isótopos desde la parte posterior cuando el Universo estaba formando muchas de sus estrellas, los investigadores buscaron en los catálogos de observaciones pasadas para encontrar galaxias que tienen más de 10 mil millones de años y fuertes emisiones de monóxido de carbono.
Si bien las diferencias entre los isótopos del mismo átomo son sutiles, sí aparecen en las longitudes de onda de la luz emitida por estas moléculas. Y el telescopio Atacama Large Millimeter Array (ALMA) tiene la resolución de identificarlos. Así que dirigieron a ALMA para obtener imágenes de estas galaxias con lentes gravitacionales. Los resultados permiten a los investigadores calcular la relación entre el carbono 13 y el oxígeno 18.
Y, para estas galaxias distantes, esa relación es bastante baja. Usando el modelado, los investigadores muestran que la única forma de obtener relaciones tan bajas es tener un número inusualmente grande de estrellas masivas.
Los investigadores también trazan esta relación para una variedad de galaxias utilizando datos obtenidos por otros y muestran que cambia junto con la tasa de formación estelar. Las galaxias más pequeñas y antiguas que no forman muchas estrellas tienden a tener proporciones más altas, mientras que esa relación disminuye a medida que te mueves hacia las galaxias formadoras de estrellas y cae aún más en las galaxias en el Universo temprano que están experimentando un estallido de formación de estrellas.
Mas masivo
El rango de valores sugiere que las galaxias que forman la mayoría de las estrellas pueden estar produciendo estrellas masivas hasta siete veces más que una galaxia más típica. Esto incluye galaxias "starburst" en el Universo temprano así como algunas galaxias luminosas más localmente.
Así que esto se ve como un patrón que no esperábamos, y nuestros modelos no lo predicen. Lo que significa que debemos haber obtenido algunas cosas mal. ¿Qué cosas? Convenientemente, los autores los enumeran: "Las ideas clásicas sobre las trayectorias evolutivas de las galaxias y nuestra comprensión de la historia cósmica de formación estelar son desafiadas. Parámetros fundamentales que rigen la formación de galaxias y la evolución -formación estelar, masas estelares, agotamiento de gases y polvo- las escalas de tiempo de formación, las leyes de extinción de polvo y más; deben volver a abordarse ".
Parece una lista bastante larga. Los autores señalan que ha habido avances en lo que sabemos sobre la formación de estrellas y la física, por lo que existe la posibilidad de que ya estemos en condiciones de manejar algunos de estos problemas. Pero si este patrón de formación masiva de estrellas continúa resistiendo, parece que tenemos mucho trabajo por hacer.
Nature, 2018. DOI: 10.1038 / s41586-018-0196-x (Acerca de los DOI).
Las galaxias distantes están creando muchas estrellas ocho veces la masa del Sol o más.
Ars Technica
por John Timmer, para Ars Technica - Junio 6 de 2018
El tamaño de una estrella determina su destino final. Las estrellas más pequeñas quemarán elementos más ligeros durante decenas de miles de millones de años; estrellas como el Sol crearán algunos elementos más pesados antes de reducirse a enanas blancas; y estrellas masivas crearán los elementos más pesados y los dispersarán en el Universo mientras explotan. Entonces, saber cuántos tenemos de cada tipo de forma de estrella nos dice mucho sobre cómo debería ser el Universo.
Estimar la frecuencia a la que se forman las diferentes estrellas de masa es relativamente fácil: podemos simplemente examinar la Vía Láctea, contando cuántos de cada tipo de estrella vemos. Eso, sin embargo, supone que la Vía Láctea es típica de otras galaxias. A principios de este año, recibimos una pista de que no era así. Las observaciones de una de las galaxias enanas que orbitan la Vía Láctea sugirieron que una región de formación estelar tenía un exceso de estrellas masivas.
Pero una galaxia enana es aún más probable que tenga un proceso atípico de formación de estrellas que la Vía Láctea. Así que realmente necesitábamos medidas más generales de los tamaños de las estrellas que se forman en el universo más grande. Ahora tenemos uno, y las grandes estrellas siguen apareciendo a tasas mucho más altas de lo que sugerirían las estimaciones anteriores.
Firmas estelares
El nuevo trabajo, realizado por un pequeño equipo europeo, se centra en la identificación de isótopos específicos en galaxias distantes. Uno de esos isótopos es el carbono 13, que se fabrica principalmente a partir de las energías que se encuentran en estrellas de menor masa. El otro es oxígeno-18, que requiere energías que solo se encuentran en estrellas con masas superiores a ocho veces la del Sol. Para obtener una medida de estos dos isótopos desde la parte posterior cuando el Universo estaba formando muchas de sus estrellas, los investigadores buscaron en los catálogos de observaciones pasadas para encontrar galaxias que tienen más de 10 mil millones de años y fuertes emisiones de monóxido de carbono.
Si bien las diferencias entre los isótopos del mismo átomo son sutiles, sí aparecen en las longitudes de onda de la luz emitida por estas moléculas. Y el telescopio Atacama Large Millimeter Array (ALMA) tiene la resolución de identificarlos. Así que dirigieron a ALMA para obtener imágenes de estas galaxias con lentes gravitacionales. Los resultados permiten a los investigadores calcular la relación entre el carbono 13 y el oxígeno 18.
Y, para estas galaxias distantes, esa relación es bastante baja. Usando el modelado, los investigadores muestran que la única forma de obtener relaciones tan bajas es tener un número inusualmente grande de estrellas masivas.
Los investigadores también trazan esta relación para una variedad de galaxias utilizando datos obtenidos por otros y muestran que cambia junto con la tasa de formación estelar. Las galaxias más pequeñas y antiguas que no forman muchas estrellas tienden a tener proporciones más altas, mientras que esa relación disminuye a medida que te mueves hacia las galaxias formadoras de estrellas y cae aún más en las galaxias en el Universo temprano que están experimentando un estallido de formación de estrellas.
Mas masivo
El rango de valores sugiere que las galaxias que forman la mayoría de las estrellas pueden estar produciendo estrellas masivas hasta siete veces más que una galaxia más típica. Esto incluye galaxias "starburst" en el Universo temprano así como algunas galaxias luminosas más localmente.
Así que esto se ve como un patrón que no esperábamos, y nuestros modelos no lo predicen. Lo que significa que debemos haber obtenido algunas cosas mal. ¿Qué cosas? Convenientemente, los autores los enumeran: "Las ideas clásicas sobre las trayectorias evolutivas de las galaxias y nuestra comprensión de la historia cósmica de formación estelar son desafiadas. Parámetros fundamentales que rigen la formación de galaxias y la evolución -formación estelar, masas estelares, agotamiento de gases y polvo- las escalas de tiempo de formación, las leyes de extinción de polvo y más; deben volver a abordarse ".
Parece una lista bastante larga. Los autores señalan que ha habido avances en lo que sabemos sobre la formación de estrellas y la física, por lo que existe la posibilidad de que ya estemos en condiciones de manejar algunos de estos problemas. Pero si este patrón de formación masiva de estrellas continúa resistiendo, parece que tenemos mucho trabajo por hacer.
Nature, 2018. DOI: 10.1038 / s41586-018-0196-x (Acerca de los DOI).