Medido el hidrógeno atómico en galaxias lejanas
La medición es clave para la comprensión de la evolución de las galaxias lejanas y entender el descenso de la formación estelar actual.
15 de Noviembre de 2020
Los procesos que experimentan los gases que forman una galaxia están implicados en la evolución de esta y la formación estelar. El gas hidrógeno es el componente esencial que relaciona ambos procesos. Se considera que en la evolución de las galaxias primero se forma hidrógeno atómico neutro procedente de medio interestelar que al enfriarse se concentra, y después se convierte en molecular, H2. Posteriormente, se formarán las estrellas en esas nubes de hidrógeno molecular. Por tanto, comprender la evolución de las galaxias requiere determinar cómo cambian las estrellas y las cantidades de hidrógeno atómico y molecular neutro en el tiempo.
Actualmente sabemos que las galaxias tuvieron un gran ritmo de formación de estrellas cuando el universo era mucho más joven. De hecho, el máximo de formación de estrellas se produjo hace entre ocho y diez millones de años y progresivamente ha caído de forma continua. La causa de este descenso es desconocida, sobre todo, porque no se tiene información sobre la cantidad de hidrógeno atómico en las galaxias primitivas.
Un equipo de astrónomos del Centro Nacional de Radio Astrofísica (NCRA-TIFR) en Pune, y el Instituto de Investigaciones Raman (RRI) en Bangalore, ambos en India, han medido el contenido de hidrógeno atómico de galaxias que emitieron su luz hace unos ocho mil millones de años. Es la época más antigua del universo para la que se ha medido la cantidad de gas de hidrógeno atómico contenido en galaxias.
Para las mediciones los astrónomos usaron el Radiotelescopio Gigante de Ondas de un Metro ( GMRT, según sus siglas en inglés) en Pune, para la medir la masa de hidrógeno atómico en más de siete mil quinientas galaxias lejanas. En los espectros de las galaxias se buscó la línea de emisión del hidrógeno neutro, pero debido a que ésta es muy débil en los espectros se utilizó un método llamado análisis de apilado en el que no sólo se tiene en cuenta la posición de la galaxia que se estudia sino también su desplazamiento al rojo —que sirve de medida de la lejanía de la galaxia respecto de la Tierra, así como de cuánto hace que emitió su luz.
Según los resultados obtenidos, las galaxias lejanas observadas, de hace unos ocho mil millones de años, tenían un contenido de hidrogeno atómico dos veces y media mayor que las galaxias actuales, lo cual explicaría la alta tasa de formación estelar en esa época. Además, dada la intensa formación estelar que se producía su hidrógeno atómico habría sido consumido en solo uno o dos miles de años, lo que supondría un corto periodo de tiempo. Si posteriormente las galaxias no adquirieron suficiente cantidad de gas del medio intergaláctico, su actividad de formación estelar habría descendido hasta finalmente cesar. Con lo que el descenso de la formación estelar podría explicarse debido a que se agotase el aporte de hidrógeno atómico.
La investigación se ha publicado en la revista Nature. Según los astrónomos, este estudio supone un salto importante en el conocimiento de la evolución de las galaxias y de la formación estelar que lleva asociada, en la época de máxima formación de estelar.
Referencia:
- Chowdhury et al. 2020. H I 21-centimetre emission from an ensemble of galaxies at an average redshift of one.Nature
01—05 DICIEMBRE. 2020