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Un nuevo modelo sobre la formación de las galaxias elípticas

Actualmente, la mayoría de las estrellas se encuentran en elípticas gigantes y muertas, consideradas durante mucho tiempo por los científicos como el final de una línea evolutiva de galaxias. Cómo se formaron y murieron tan rápido estas galaxias era una pregunta sin respuesta. El proyecto ConTExt ofrece una explicación que allana el camino hacia una nueva generación de estudios astronómicos.

©pongpinun #277453387 source: stock.adobe.com 2022

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Cuando la NASA dio a conocer el primer conjunto de imágenes y datos obtenidos por el telescopio espacial James Webb en julio de 2022, nos hizo recordar a todos lo poco que sabemos realmente sobre el cosmos. Este telescopio de última generación, valorado en 10 000 millones de dólares estadounidenses, permite ahora a los científicos observar las galaxias más lejos que nunca y, con ello, comparar estas galaxias más apagadas y tempranas con las elípticas gigantes actuales, que también guardan muchos secretos.

Sune Toft, catedrático de Cosmología y Astrofísica Extragaláctica del Instituto Niels Bohr, conoce muy bien la necesidad de comprender mejor las galaxias elípticas analizando sus orígenes en el universo primitivo. Con su proyecto ConTExt, ha estado investigando el origen de las elípticas masivas para aclarar si los fenómenos galácticos más extremos que los científicos han observado son en realidad diferentes fases de la evolución de una galaxia masiva.

A diferencia de la Vía Láctea, que está formando continuamente nuevas estrellas, las galaxias elípticas están muertas y dejaron de formar estrellas hace miles de millones de años. «Las galaxias elípticas son las más masivas, contienen el mayor número de estrellas y residen en cúmulos de galaxias donde las mayores concentraciones de materia oscura del universo mantienen a cientos de ellas unidas gravitatoriamente —explica Toft—. A pesar de su predominio, aún no comprendemos del todo su origen cósmico. Esto ha sido un gran reto para la astronomía».

Para demostrar su teoría, Toft decidió cuestionar la opinión común de que muchos tipos diferentes de galaxias extremas eran en realidad galaxias elípticas de fase temprana. Así, asegura que: «Quería determinar, con estadísticas sólidas y propiedades físicas medidas con precisión, si las galaxias polvorientas con brote estelar fueron los progenitores directos de algunas de las primeras galaxias elípticas que conocemos».

Las galaxias con brote estelar son peculiares porque tienen una tasa de formación estelar excepcionalmente alta. A lo largo de cinco años, Toft llevó a cabo observaciones de estas galaxias en diferentes longitudes de onda, desde onda de radio, onda submilimétrica y onda infrarroja hasta onda óptica. Analizó estudios estadísticos de millones de galaxias junto con estudios detallados de galaxias individuales. Y sus hallazgos tienen una enorme repercusión en la comunidad científica.

Gracias a ConTExt, ahora se sabe que los brotes estelares son el origen de la mayoría de las galaxias masivas, pero, de hecho, no están provocados por grandes fusiones como las que los científicos pudieron observar en el universo local. En vez de esto, se trata de fusiones menores y discos de gas normales. Toft y su equipo también encontraron ejemplos de galaxias quiescentes a z=2 con discos de giro rápido, lo que es coherente con su modelo.

Inspiración para nuevas investigaciones

ConTExt es ahora un modelo ampliamente aceptado de la evolución de las galaxias masivas, ya que muchos grupos diferentes de científicos han llegado a resultados similares a los de Toft. Las nuevas generaciones de estudios astronómicos que utilizan ALMA —el mayor telescopio del mundo— y el telescopio espacial James Webb pretenden seguir explorando el modelo.

«Mi proyecto muestra que las mayores galaxias elípticas pueden rastrearse hasta menos de mil millones de años después del Big Bang, donde se formaron en enigmáticas explosiones estelares. Esto se estableció con estudios detallados de la estructura, la morfología, la dinámica, las propiedades de formación estelar, el contenido de gas y otras características de diferentes poblaciones de galaxias», añade Toft.

El proyecto ConTExt también ha allanado el camino a un importante centro de excelencia llamado Cosmic Dawn Center en el Instituto Niels Bohr y el DTU Space de Dinamarca. Como señala Toft: «El objetivo principal del Centro es impulsar los estudios de las galaxias hasta la época del “amanecer cósmico”, cuando se formaron las primeras estrellas, galaxias y agujeros negros. El modelo ConTExt podría seguir siendo pertinente a este respecto, ya que las galaxias más masivas se forman en las densidades más altas de las distribuciones de materia oscura subyacentes, que son las primeras en colapsar».

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Datos del proyecto

Acrónimo del proyecto
ConTExt
Número del proyecto
648179
Quién coordina el proyecto
Dinamarca
Quién participa en el proyecto:
Dinamarca
Coste total
€ 1 999 526
Contribución de la UE
€ 1 999 526
Duración
-

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