¿Por qué las galaxias dejan de formar estrellas? Una gran colisión en el espacio proporciona nuevas pistas

Hace seis mil millones de años, dos galaxias chocaron y sus fuerzas combinadas arrojaron una corriente de gas a cientos de miles de años luz de distancia. Informado esta semana por un equipo que incluye a astrónomos de Pitt, esa característica inusual proporciona una nueva explicación posible de por qué las galaxias dejan de formar estrellas.

«Una de las preguntas más importantes en astronomía es por qué las galaxias más grandes están muertas», dijo David Setton, un Ph.D. de sexto año en física y astronomía. estudiante en la Escuela de Artes y Ciencias Kenneth P. Dietrich. «Lo que vimos es que si tomas dos galaxias y las aplastas, eso puede extraer gas de la propia galaxia».

En la parte del espacio que habitamos, la mayoría de las galaxias grandes hace tiempo que dejaron de producir nuevas estrellas. Recientemente, los astrónomos comenzaron a mirar más lejos, y por lo tanto más atrás en el tiempo, con las herramientas para encontrar galaxias muertas recientemente y descubrir cómo llegaron a ese punto.

El gas frío que se une para formar estrellas puede escapar de las galaxias por varios medios, arrastrado por agujeros negros o supernovas. Y existe una posibilidad aún más simple, que las galaxias simplemente se calmen cuando hayan agotado todas las materias primas para crear estrellas.

En busca de ejemplos de galaxias que recientemente cerraron la formación de estrellas, el equipo de investigadores utilizó el Sloan Digital Sky Survey, que ha catalogado millones de galaxias con un telescopio en el Observatorio Apache Point en Nuevo México. Junto con las observaciones de la red de radioastronomía terrestre ALMA, los investigadores encontraron una galaxia «posterior al estallido estelar» a siete mil millones de años luz de distancia que todavía mostraba signos de combustible disponible para la formación de estrellas. «Entonces necesitábamos una explicación», dijo Setton. «Si tiene gas, ¿por qué no está formando estrellas?»

Una segunda pasada con el telescopio espacial Hubble reveló la distintiva «cola» de gas que se extendía desde la galaxia. A partir de esa característica, como los examinadores forenses que trabajan a través de un telescopio, los investigadores pudieron reconstruir la colisión de las galaxias y la tremenda fuerza gravitacional que desgarró las estrellas y arrojó una corriente de gas a una distancia de más de dos Vías Lácteas colocadas de extremo a extremo. .

«Esa fue la prueba irrefutable», dijo Setton. «Todos estábamos tan impresionados por eso. Simplemente no se ve tanto gas tan lejos de la galaxia».

El equipo, que incluye a la profesora asociada de física y astronomía de Pitt, Rachel Bezanson, y la alumna Margaret Verrico (A&S ’21), junto con colegas de la Universidad de Texas A&M y varias otras instituciones, informaron sus resultados en el Cartas de revistas astrofísicas el 30 de agosto.

Una reunión tan extrema de galaxias probablemente sea rara, dijo Setton, pero debido a que la gravedad atrae objetos grandes en grupos densos, tal evento es más común de lo que podría anticipar. «Hay todos estos grandes vacíos en el espacio, pero todas las galaxias más grandes viven en los espacios donde viven todas las otras galaxias grandes», dijo. «Esperas ver este tipo de grandes colisiones una vez cada 10 mil millones de años para un sistema tan masivo».

El papel de Setton en el proyecto fue determinar el tamaño y la forma de la galaxia, y descubrió que, aparte de la cola, la galaxia posterior a la fusión se veía sorprendentemente normal. Una vez que la cola se desvanece en unos pocos cientos de millones de años, puede verse como cualquier otra galaxia muerta, lo que sugiere que el proceso puede ser más común de lo que parece, algo que el equipo está siguiendo ahora con otra encuesta.

Además de proporcionar pistas sobre cómo el universo se convirtió en lo que es, Setton dijo que tales colisiones reflejan una posibilidad para el futuro de nuestra propia galaxia.

«Si vas a un lugar oscuro y miras hacia el cielo nocturno, puedes ver la galaxia de Andrómeda, que en cinco mil millones de años podría hacer exactamente lo mismo con nuestra Vía Láctea», dijo Setton. «Está ayudando a responder la pregunta fundamental de qué va a pasar con la Vía Láctea en el futuro».