Fosíles galácticos revelan la formación y evolución de galaxias masivas

MADRID, 25 Sep. (EUROPA PRESS) -

   Investigadores liderados por el Instituto Federal Suizo de Tecnología han observado galaxias masivas muertas unos 4.000 millones de años después del Big Bang con el Telescopio Subaru.

   Descubrieron que el contenido estelar de estas galaxias es muy similar al de las galaxias elípticas masivas vistas a nivel local. Además, identificaron progenitores de estas galaxias muertas cuando estuvieron formando estrellas en una época cósmica anterior, revelando la formación y evolución de galaxias masivas en a lo largo de 11.000 millones de años de tiempo cósmico.

   En el universo local, las galaxias masivas acogen a más de 100.000 millones de estrellas que son predominantemente galaxias elípticas muertas, es decir, sin ningún signo de actividad de formación estelar. Quedan muchas preguntas sobre cuándo, cómo y por cuánto tiempo ocurrió la formación estelar en tales galaxias antes del cese  de la formación de estrellas, así como lo sucedido desde que se formaron las galaxias elípticas muertas vistas ahora.

   Con el fin de abordar estas cuestiones, el equipo de investigación hizo uso de los registros fósiles impresos por las estrellas en los espectros de las galaxias distantes muertas que dan pistas importantes a su edad, el contenido de metal, y la abundancia de elementos. Las galaxias masivas muertas locales tienen unos 10.000 millones de años y son ricas en elementos pesados. También, alfa-elementos, que miden la duración de la formación de estrellas, son más abundantes que el hierro, lo que indica que estas galaxias formaron una gran cantidad de estrellas en un período muy corto.

   El equipo investigó el contenido estelar de las galaxias en el universo distante 4.000 millones de años después del Big Bang, con el fin de estudiar la evolución de galaxias mucho más cerca de su época de formación.

   El equipo tomó la ventaja de la capacidad del instrumento MOIRCS (Multi-Object InfraRed Camera and Spectrograph) del telescopio Subaru para observar varios objetos a la vez, logrando de manera eficiente una muestra de 24 galaxias débiles. Crearon un espectro compuesto que habría tomado 200 horas de tiempo de telescopio Subaru para un solo espectro de calidad comparable.

   El análisis del espectro compuesto muestra que la edad de las galaxias ya era de mil millones de años de edad cuando se observó a 4.000 millones de años después del Big Bang. Albergan 1,7 veces más elementos pesados en relación con la cantidad de hidrógeno y sus alfa elementos son dos veces con respecto al hierro que los valores solares.

   Es la primera vez que la abundancia de alfa elementos en las estrellas se mide en tales galaxias distantes muertas, y nos dice que la duración de la formación de estrellas en estas galaxias fue de menos de mil millones de años. Estos resultados ponen de manifiesto que estas galaxias muertas masivas han evolucionado hasta hoy sin más formación estelar.

   ¿Cómo se ven las galaxias muertas masivas cuando están formando estrellas? Para responder a esto, el equipo investigó los progenitores de su muestra en función de su análisis espectral. Los progenitores deben ser galaxias de formación estelar en el Universo mil mil millones de años antes de la época observada para las galaxias muertas.

   De hecho, encontraron galaxias masivas similares de formación de estrellas en la época correcta y con la tasa de formación estelar que cabía esperar de los espectros. Si estas galaxias activas siguen creando estrellas a la misma velocidad, se convertirán de inmediato en más masivas de lo que se ve en el universo actual. Por lo tanto, estas galaxias dejarán formación estelar pronto.