Las galaxias dejan de formar estrellas influidas por su dirección

Un estudio de 5.000 cúmulos de galaxias del Universo hasta hace 7.000 millones de años revela que las galaxias que dejan de crecer se distribuyen de forma desigual según la dirección dentro del cúmulo.

Este resultado, realizado con la cámara de enfoque primario de campo ultra amplio del telescopio Subaru, indica que el mecanismo que detiene el crecimiento de las galaxias dentro de un cúmulo galáctico puede estar funcionando de forma anisótropa --ofrece distintas propiedades cuando se examina o ensaya en direcciones diferentes-- , y capta un nuevo aspecto del proceso de formación de galaxias.

Las galaxias, que son colecciones de cientos de miles de millones de estrellas, crecen mediante actividades de formación estelar que producen estrellas a partir de gas, pero la formación estelar observada de las galaxias varía de activa a casi quiescente.

Investigar en qué condiciones se promueve o suprime la formación estelar es importante para comprender el proceso de crecimiento de las galaxias.

Algunas galaxias existen solas, mientras que otras están agrupadas. Dentro de un grupo de galaxias, un grupo grande de cientos a miles de galaxias se denomina "cúmulo de galaxias". Los cúmulos de galaxias pueden extenderse hasta tres millones de años luz y están llenos de "gas de cúmulo de galaxias", un gas caliente con temperaturas que oscilan entre decenas y cientos de millones de grados centígrados.

Curiosamente, muchas galaxias que existen por sí solas son formadoras de estrellas, mientras que muchas galaxias de un cúmulo galáctico han dejado de formar estrellas. Se cree que esto se debe al entorno único de las galaxias y los cúmulos de galaxias, que están densamente empaquetados con gas de cúmulo, donde se sabe que la presión del viento del gas de cúmulo y la gravedad de otras galaxias que pasan cerca, por ejemplo, despojan el gas -el material para las estrellas- del interior de una galaxia. Como resultado, se cree que cesa la formación o crecimiento estelar de las galaxias.

La mayoría de los estudios anteriores centrados en los cúmulos de galaxias se han basado en el supuesto de que las propiedades de las galaxias pertenecientes a un cúmulo de galaxias son isótropas, es decir, que las propiedades de las galaxias son las mismas independientemente de la dirección en la que se examine desde el centro del cúmulo.

Sin embargo, investigaciones recientes han señalado que la distribución de las galaxias que han dejado de crecer puede estar sesgada en ciertas direcciones dentro del cúmulo. La mayoría de los cúmulos de galaxias tienen una única galaxia gigante (la galaxia central) en el centro del cúmulo, pero parece que las galaxias en reposo se sitúan con más frecuencia en la dirección del eje mayor de la galaxia central. Esto se interpreta como que la capacidad de la galaxia para detener la formación estelar dentro del cúmulo es más fuerte en la dirección alineada con la galaxia central (eje largo) y más débil en la dirección perpendicular a ella.

Estas sugerencias se basan en estudios limitados al Universo actual y en observaciones de una pequeña muestra de cúmulos de galaxias. Por tanto, no estaba claro si este sesgo es universal en un amplio rango de edades en el Universo, o si se trata de una tendencia general observada en todos los cúmulos de galaxias.

Un equipo dirigido por Makoto Ando, estudiante de posgrado de la Universidad de Tokio, ha estudiado más de 5.000 cúmulos de galaxias captadas por la cámara Hyper Suprime-Cam del telescopio Subaru (Programa Marco Estratégico Subaru Hyper Suprime-Cam), un estudio a gran escala del Universo. El estudio investigó cómo cambia la proporción de galaxias que han cesado la formación estelar en relación con la orientación de la galaxia central.

Encontraron que la proporción de galaxias con formación estelar es mayor a lo largo del eje largo de la galaxia central y menor perpendicular a él. Además, este sesgo se detectó en cúmulos de galaxias de hasta unos 7.000 millones de años, lo que indica que es universal. El sesgo detectado en este estudio es de sólo un pequeño porcentaje, y sólo fue detectable mediante el análisis estadístico de una gran muestra de alta calidad de cúmulos de galaxias del telescopio Subaru, informa el NAOJ.

"Gracias a los grandes datos observacionales de alta calidad del telescopio Subaru, hemos descubierto un nuevo aspecto del mecanismo que detiene el crecimiento de las galaxias en un cúmulo de galaxias y su universalidad. Sin embargo, no hemos detectado ninguna prueba directa de ello, como la actividad de los agujeros negros o la distribución desigual del gas de los cúmulos de galaxias. Se espera que en el futuro se aclaren mediante observaciones de rayos X y radio. Creemos que si comprendemos la causa del sesgo de las galaxias que han dejado de crecer, podremos acercarnos a la historia del crecimiento de las galaxias en cúmulos", afirma Ando.

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