En las regiones más extremas del universo, las galaxias están siendo «asesinadas». Su formación estelar se está cerrando y los astrónomos quieren saber por qué.

El primer gran proyecto liderado por Canadá en uno de los principales telescopios del mundo espera hacer precisamente eso. El nuevo programa, llamado Virgo Environment Traced in Carbon Monoxide survey (VERTICO), está investigando, en brillante detalle, cómo las galaxias son asesinadas por su entorno.

VERTICO utiliza el Atacama Large Millimeter Array (ALMA) para mapear el gas de hidrógeno molecular, el combustible del que se forman las nuevas estrellas, a alta resolución en 51 galaxias en nuestro cúmulo de galaxias más cercano, llamado el Virgo Cluster.

Encargado en 2013 a un costo de US $ 1.4 mil millones, ALMA es una variedad de antenas de radio conectadas a una altitud de 5.000 metros en el desierto de Atacama, en el norte de Chile. Es una asociación internacional entre Europa, EE.UU., Canadá, Japón, Corea del Sur, Taiwán y Chile. El proyecto astronómico terrestre más grande que existe, ALMA es el telescopio de longitud de onda milimétrica más avanzado jamás construido e ideal para estudiar las nubes de gas frío denso a partir del cual se forman nuevas estrellas, que no se pueden ver con luz visible.

Los grandes programas de investigación de ALMA como VERTICO están diseñados para abordar problemas científicos estratégicos que conducirán a un avance o avance importante en el campo.

Cúmulos de galaxias

Donde las galaxias viven en el universo y cómo interactúan con su entorno (el medio intergaláctico que las rodea) y entre sí son las principales influencias en su capacidad para formar estrellas. Pero, precisamente, cómo este supuesto entorno dicta la vida y muerte de las galaxias sigue siendo un misterio.

Cúmulos de galaxias

Los cúmulos de galaxias son los entornos más masivos y más extremos del universo, que contienen muchos cientos o incluso miles de galaxias. Donde existe masa, también existe gravedad y las enormes fuerzas gravitacionales presentes en los cúmulos aceleran las galaxias a grandes velocidades, a menudo miles de kilómetros por segundo, y sobrecalienta el plasma entre las galaxias a temperaturas tan altas que brillan con rayos X.

En los interiores densos e inhóspitos de estos cúmulos, las galaxias interactúan fuertemente con su entorno y entre sí. Son estas interacciones las que pueden matar, o apagar, su formación estelar.

Comprender qué mecanismos de enfriamiento apagan la formación de estrellas y cómo lo hacen es el foco principal de la investigación de la colaboración VERTICO.

El ciclo de vida de las galaxias

A medida que las galaxias caen a través de cúmulos, el plasma intergaláctico puede eliminar rápidamente su gas en un proceso violento llamado ram pressure stripping (extracción de presión de ram). Cuando eliminas el combustible para la formación de estrellas, efectivamente matas la galaxia, convirtiéndola en un objeto muerto en el que no se forman nuevas estrellas.

Una imagen de la galaxia espiral NGC 4330 en el Virgo Cluster. El gas caliente despojado se muestra en rojo y una capa azul muestra el gas que forma estrellas. Crédito: Fossatie et al. (2018)

Además, la alta temperatura de los cúmulos puede detener el enfriamiento y la condensación de gas caliente en las galaxias. En este caso, el gas en la galaxia no es eliminado activamente por el medio ambiente, sino que se consume a medida que forma estrellas. Este proceso conduce a un apagado lento e inexorable en la formación de estrellas conocida, de alguna manera mórbida, como inanición o estrangulamiento.

El Virgo Cluster es un lugar ideal para un estudio tan detallado del medio ambiente. Es nuestro cúmulo de galaxias masivo más cercano y está en proceso de formación, lo que significa que podemos obtener una instantánea de las galaxias en diferentes etapas de sus ciclos de vida. Esto nos permite construir una imagen detallada de cómo se cierra la formación de estrellas en las galaxias en racimo.

Con los datos de ALMA para esta gran muestra de galaxias, será posible revelar exactamente qué mecanismos de enfriamiento, extracción de presión de ram o inanición, están matando a las galaxias en entornos extremos y cómo lo está haciendo.

Fuente: The Conversation