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# Física # Astrofísica de Galaxias

Las vidas secretas de las galaxias aisladas

Las galaxias aisladas revelan misterios sobre el gas que alimenta su crecimiento.

Maxime Cherrey, Nicolas F. Bouché, Johannes Zabl, Ilane Schroetter, Martin Wendt, Ivanna Langan, Joop Schaye, Lutz Wisotzki, Yucheng Guo, Ismael Pessa

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Galaxias Aisladas y Gas Galaxias Aisladas y Gas Cósmico interactúan con el gas. Desenredando cómo las galaxias aisladas
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En el vasto cosmos, las galaxias son como barrios, cada una con sus características y rasgos únicos. Alrededor de estas galaxias hay una capa misteriosa llamada Medio Circumgaláctico (CGM). Puedes pensar en el CGM como el equivalente cósmico del aire que rodea una casa, cuya presencia es vital pero a menudo ignorada. Esta área está llena de gas frío y juega un papel importante en la vida y crecimiento de las galaxias.

El Curioso Caso de las Galaxias Aisladas

Vamos a enfocarnos en las galaxias aisladas, esos solitarios cósmicos que no tienen muchos vecinos. Estas galaxias son geniales para estudiar el CGM porque dan una vista más limpia sin la interferencia de hermanos cercanos. Imagina intentar ver tu programa de televisión favorito en una habitación llena de gente—¡puede ser complicado! Al observar estas galaxias aisladas, los científicos pueden analizar más fácilmente el gas que las rodea.

La Ciencia de Medir Flujos de Gas

Para entender las interacciones entre las galaxias y su entorno, los científicos miden cómo fluye el gas dentro y fuera de ellas. Este gas es esencial para la formación de estrellas, ya que las estrellas nacen de los materiales en el CGM. Para estudiar este proceso, los investigadores utilizan herramientas y técnicas avanzadas, como observar la luz de Cuásares distantes—objetos súper brillantes que pueden iluminar el gas circundante.

El Papel de los Cuásares

Los cuásares son como linternas cósmicas. Cuando brillan, su luz puede atravesar nubes de gas alrededor de las galaxias, y parte de ella es absorbida por este gas. Al estudiar la luz de los cuásares, los científicos pueden aprender sobre las características del CGM. Miden algo llamado "líneas de absorción," que les dicen cuánta gas hay y de qué está hecho.

El Perfil de Gas Frío

Uno de los hallazgos interesantes al estudiar estas galaxias aisladas es que el perfil de gas frío puede cambiar según varios factores, como la edad del universo. Por cada parámetro impactante, como la tasa de formación de estrellas de una galaxia (qué tan rápido forma nuevas estrellas) o su masa, hay un efecto notable en el gas circundante. Es como notar que las plantas en tu jardín crecen de manera diferente según cuánto agua o luz solar reciben.

La Fracción de Cobertura

A medida que los científicos indagan más, exploran algo llamado "fracción de cobertura." Este término describe cuánto del CGM es probable que absorba la luz del cuásar. Imagina un enorme paraguas sobre la galaxia—si el paraguas es ancho y cubre la mayor parte del área, atrapará más lluvia. De manera similar, si la fracción de cobertura es alta, hay más gas absorbiendo luz del cuásar.

Investigando Propiedades de las Galaxias

Los investigadores también analizaron cómo las propiedades de las galaxias aisladas influyen en su CGM. Cosas como la tasa de formación de estrellas y la masa de la galaxia juegan un papel vital en dar forma a los flujos de gas. Es como que un sándwich de mantequilla de maní sabe mejor si le añades la cantidad justa de mermelada—¡no demasiado, ni muy poco!

Evolución a lo Largo del Tiempo

Curiosamente, el CGM parece comportarse de manera diferente con el tiempo. A medida que el universo envejece, los científicos observan que los halos de gas frío alrededor de las galaxias pueden en realidad encogerse. Este hallazgo es algo sorprendente dado que a menudo pensamos que las estructuras cósmicas crecen más grandes con el tiempo. Imagina un viejo árbol sabio que deja de extender sus ramas pero conserva su fuerza.

Las Formas de las Galaxias

La orientación de una galaxia—si está inclinada o de pie—puede afectar los flujos de gas a su alrededor. Si viertes agua en un ángulo, fluye de manera diferente que si lo viertes directamente abajo. Los científicos encuentran que las galaxias que están inclinadas en ciertos ángulos tienen más absorción de gas en comparación con otras. ¡Esto nos muestra lo complicado y divertido que pueden ser estas danzas cósmicas!

Los Efectos del Entorno

Los investigadores también encontraron que tener vecinos puede cambiar cómo se comporta el gas alrededor de una galaxia. Las galaxias aisladas suelen tener relaciones más claras y consistentes con su CGM en comparación con las que tienen compañeros cercanos. Si alguna vez has intentado leer un libro en un café ruidoso, sabes cómo las distracciones del entorno pueden afectar la concentración.

La Importancia de Entender el Gas Frío

Entender el gas frío que rodea a las galaxias puede ayudar a responder grandes preguntas sobre cómo evolucionan. Es como armar un rompecabezas cósmico. Cuanto más aprendemos sobre cómo fluye el gas dentro de las galaxias, mejor podemos entender sus historias de vida—cómo se forman, crecen e interactúan entre sí.

Técnicas y Herramientas

Para estudiar estos fenómenos cósmicos, los científicos utilizan instrumentos avanzados que recopilan datos a través de un amplio rango de longitudes de onda. Observan emisiones y absorciones de varios elementos en el gas, ayudándoles a pintar un cuadro detallado de lo que está sucediendo en estos vecindarios galácticos.

Los Resultados de Su Investigación

Los hallazgos de estudiar galaxias aisladas mostraron que ciertas propiedades del gas son notablemente consistentes en diferentes galaxias. Esto sugiere que puede haber mecanismos universales en juego en cómo las galaxias interactúan con su CGM. Es como descubrir que, sin importar cuán diferentes parezcan las personas al principio, todos comparten experiencias humanas similares.

Conclusión: Un Universo Lleno de Misterios

El universo es un sistema vasto y complejo donde las galaxias viven y crecen entre nubes de gas que moldean sus destinos. Las galaxias aisladas, a pesar de estar solas, ofrecen valiosas ideas sobre los entornos que habitan. La investigación en este campo nos acerca a entender no solo las galaxias, sino también la misma estructura del cosmos. ¡Es un recordatorio de que incluso en la soledad, hay un mundo de interacción bajo la superficie, esperando ser explorado!

¡Sigamos mirando hacia las estrellas, porque quién sabe qué secretos pueden guardar para mentes curiosas!

Fuente original

Título: MusE GAs FLOw and Wind (MEGAFLOW) XIII. Cool gas traced by MgII around isolated galaxies

Resumen: The circumgalactic medium (CGM) is a key component needed to understand the physical processes governing the flows of gas around galaxies. Quantifying its evolution and its dependence on galaxy properties is particularly important for our understanding of accretion and feedback mechanisms. We select a volume-selected sample of 66 {\it isolated} star-forming galaxies (SFGs) at $0.4< z 9$ from the MusE GAs FLOw and Wind (MEGAFLOW) survey. Using MgII 2796,2803 absorptions in background quasars, we measure the covering fraction $f_c$ and quantify how the cool gas profile depends on galaxy properties (such as star-formation rate (SFR), stellar mass ($M_\star$) or azimuthal angle relative to the line of sight) and how these dependencies evolve with redshift. The MgII covering fraction of isolated galaxies is a strong function of impact parameter, and is steeper than previously reported. The impact parameter $b_{50}$ at which $f_c = $50\% is $b_{50}=50\pm7$kpc ($65\pm7$ kpc) for $W_r^{2796}>$0.5 \AA ($W_r^{2796}>0.1$ \AA), respectively. It is weakly correlated with SFR ($\propto$ SFR$^{0.08\pm0.09}$) and decreases with cosmic time ($\propto (1+z)^{0.8 \pm 0.7}$), contrary to the expectation of increasingly larger halos with time. The covering fraction is also higher along the minor axis than along the major axis at the $\approx 2 \sigma$ level. The CGM traced by \MgII{} is similar across the isolated galaxy population. Indeed, among the isolated galaxies with an impact parameter below 55 kpc, all have associated MgII absorption with $W_r^{2796}>$0.3\AA, resulting in a steep covering fraction $f_c(b)$.

Autores: Maxime Cherrey, Nicolas F. Bouché, Johannes Zabl, Ilane Schroetter, Martin Wendt, Ivanna Langan, Joop Schaye, Lutz Wisotzki, Yucheng Guo, Ismael Pessa

Última actualización: 2024-12-05 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2412.04772

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.04772

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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